传感器技术作为21世纪世界争夺高科技技术的制高点的重要技术,同时也是现代信息技术的三大技术产业的支柱之一。电流传感器在电力电子技术控制和变换领域应用越来越广。电流传感器不论在新能源技术发展中的并网控制,对过剩能量存储以及再分配,还是在智能电网中的监测以及电能的分配转换等环节都起着极其重要的作用。电流的精确检测是高频电力电子应用系统可靠高效运行的基础。不同于传统电力系统中的电流检测,高频电力电子系统的电流检测存在很多特殊的情况。基于全相位傅里叶变换的软件解调方法解决数据截断引起的频谱泄漏问题。兰州莱姆电流传感器案例
实际电源系统中有些电流的形式比较复杂,由于电源系统中的负载特性的变化,可能会引起电流的波形的变化。复杂电流波形可以看成多个不同频率的电流叠加而成的。常见的复杂电流有交流电流叠加一个脉动的直流电流、直流电流叠加脉冲电流和电源中的负载电流等。复杂的电流波形可以经过傅里叶分解,对各个频率的分量进行的分别测量。进行叠加的各个分量具有不同的频率,电流形式上为复杂波形,也就是说电流具有较宽的频带。为了精确测量具有宽频带的电流,就需要设计宽频带的电流传感器。兰州莱姆电流传感器案例激磁电压频率大于一次交流频率,因此可以将一次交流在每个极短的激磁电压周期内,看作缓慢变化的直流信号。
时间差型磁通门(Residence Time Difference Fluxgate RTD)原理的获得来源于实验:磁通门调峰法。调峰法实验的具体过程如下:被测磁场通过磁通门轴向分量,这时磁通门信号的输出便会发生一定的偏移。记录下磁通门输出信号在这一时刻的偏移位置,然后再将被测磁场移除。将通电线圈放置在与被测磁场相同的磁通门轴向方向上,从零增大通电线圈电流幅值直到使磁通门信号的输出重新移动到刚才记录的位置。通过通电电流的大小以及磁芯上线圈匝数,被测磁场的大小便可以计算出来。但是由于当时的频率计值等数字化器件的发展程度不高,因此磁通门调峰法实验只是作为一个实验现象来研究而未做更深入的探讨。
5、分流电阻器分流电阻器既可以测量交流(AC),也可以测量直流(DC),由于其成本低,体积小,相对简单,同时可以提供合理的精度,是一种廉价的电流测量解决方案,在电力电子中得到了广泛的应用。由于分流电阻器的工作原理是欧姆压降,而实际上分流器存在分布电感,这限制了精度和带宽。并且分流电阻器必须接入主电流路径,对连接分流电阻的信号处理电路提出了更高的要求。因此,分流电阻器适用于对测量要求不高的场合。通常为了减小分流电阻器上产生较大的损耗,在分流电阻器后再加一级高带宽运算放大器,对采样电流进行放大,这增加了测量系统的复杂性。由于分流器缺乏电气隔离,不适用于高压和安全性要求高的场合。磁场稳定性:由于激励磁场是持续振荡的,它可以有效地抵消外部磁场的干扰,从而保证了测量的准确性。
磁通门电流传感器是一种基于磁调制原理的高精度电流传感器,具有以下优点: 高精度测量:磁通门电流传感器能够准确测量直流、交流和脉冲等复杂信号的电流值,测量范围宽,精度高,过载能力强。 快速响应:磁通门电流传感器具有快速的响应时间,能够及时响应并测量电流的变化。 宽电流测量范围:磁通门电流传感器的测量范围较宽,可以适应不同电流值的测量需求。 抗干扰能力强:磁通门电流传感器具有抗电磁干扰的能力,能够在复杂的环境中稳定工作。 线性好:磁通门电流传感器的输出信号与输入电流成线性关系,方便进行信号处理和计算。当磁芯处于非饱和状态时,磁导率近似为一个不变的常数。南京如电流传感器
在高速电力电子变换器、电机控制、电磁兼容性测试等领域,需要测量和监控高频电流。兰州莱姆电流传感器案例
无锡纳吉伏研发的新型电流传感器的具体工作过程如下:当被测电流穿过磁芯中心,磁芯中会产生感应电流。如果被测电流中既包含高频分量也包含低频分量那么就会产生相应频率的感应电流,感应得到的高频分量会通过高通滤波器,而低频分量则会被低通滤波器选择。此时低频感应电流便会流过采样电阻Rsi,当磁芯饱和后次级电流便会迅速增大从而使釆样电阻上的釆样电压大于单限比较器阈值电压。此时或门电路输出高电平触发D触发器时钟端,D触发器输出转换,进而转换H桥逆变电路开关状态。此时次级电流is的方向发生改变,磁芯退饱和。被测电流感应的电流中的高频分量通过高通滤波器,同样地,当磁芯饱和至预设情形时,釆样电阻电压增大至大于双限电压比较器的预设电压,这时双限电压比较器便会产生高电平进而控制H桥逆变电路的开关状态(与低频侧工作过程相同)。兰州莱姆电流传感器案例