已知交流工频为f=50Hz,假设自激振荡磁通门电路激磁电压频率fex>>f,且为50Hz的整数倍,即满足fex=kf(k为整数)。设一次电流中交流分量为iac,直流分量为Id。此时可以将一次电流iP表示为为:iP(t)=iac(t)+Id(2-35)由于激磁电压频率远大于一次交流频率,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。假设按照自激振荡磁通门电路频率fex将一次电流ip进行分段,共分为k段,并取每段取间的电流左端点值作为该段区间电流值,则在分段区间内可将一次电流ip表示为:iP(t)=iac(t1k)+Id,t1k<t<t2k其中每段区间时间间隔Δt为自激振荡磁通门电路周期,即满足:Δt=1/fex=t2k一t1k=t3k一t2k=...,keN*(2-36)(2-37)此时在t1k~t2k期间,可以将一次电流看作近似直流分量,其大小为t1k时刻交流瞬时值大小iac(t1k)与直流分量Id之和。按照前述对自激振荡磁通门直流分量测量原理推导可得,此时在t1k~t2k时刻,磁通门电流传感器也可以用于测量直流电流,例如在电池充电和放电过程中,可以监测电池的电流和电量状态。宁波高稳定性电流传感器供应商
当一次电流 IP>0,即为正向直流偏置,其在铁芯 C1 中产生恒定的增磁直流磁通, 铁芯 C1 磁化曲线将向左发生平移, 使铁芯 C1 进入正向饱和区的阈值电流变小。 且正向 饱和阈值电流满足 I+th1=I+th-βIp,其中 β=NP/N1 为一次绕组 WP 匝数 NP 与激磁绕组 W1 匝 数 N1 之间的比值。此时新的振荡过程将不同于原 IP=0 时自激振荡过程, 由于正向饱和 阈值电流 I+th1 小于原正向激磁阈值电流 I+th ,导致正半周波自激振荡过程将不会在原 t1 时刻进入饱和区, 而是略有提前, 即铁芯 C1 工作点将提前进入正向饱和区 B;同时由于 正向直流磁通作用,铁芯 C1 进入负向饱和区需要额外的激磁电流以抵消正向直流产生 的的增磁直流磁通,使得铁芯 C1 进入负向饱和区 C 的阈值电流变大,负向饱和阈值电 流满足 I-th1=I-th-βIp。重庆LEM电流传感器发展现状霍尔电流传感器在测量电流时可能会受到噪声的影响,例如热噪声、散粒噪声和闪烁噪声等。
电流的精密测量一直是工业生产制造和计量科学理论的重要课题。近些年来,伴随着智能电网的快速建设及交直流混合配电网的不断发展,配网中交直流混合电网的建设规模及复杂度均有增加。由于交直流配网的发展以及整流型用电负荷的增多,例如电气化铁路、大型整流硅设备及炼钢、炼铝、塑料制品厂商的增多,使得交流电网中存在直流分量。直流分量的存在,使得配网中现有的交流检测设备产生了误差增大、计量失准、保护误动等多种问题,变压器等设备在直流分量下输出电压畸变。
由自激振荡磁通门传感器交直流适应性分析可知,设计性能优异的自激振荡磁通门传感器,在激磁频率方面有所要求,本节将对铁磁材料参数及各个电路参数设计进行探讨。作为电流传感器,本节主要关注其检测带宽、量程、线性度、灵敏度及稳定度五个方面的特性并对其进行探究。(1)检测带宽WIP根据自激振荡磁通门传感器数学模型分析,其检测交流频率受到激磁电压频率fex限制,自激振荡磁通门传感器检测带宽WIP<fex/2。理论上激磁电压频率越大,检测带宽越大,对低频信号测量越准确。这种误差可能由多种因素引起,包括但不限于:温度变化、电气噪声、机械磨损以及制造过程中的不准确性。
光学效应:光学效应是指光照射在物质上时,物质会吸收光能并转化为电能的现象。光学电流传感器利用光学效应来测量电流,具有无电磁干扰、非接触测量等优点。但是,它们通常需要复杂的信号处理和光学系统。 霍尔效应:霍尔效应是指当电流通过半导体时,会在垂直于电流的方向上产生一个横向电压。这个电压与通过半导体的电流成正比。霍尔电流传感器利用这个效应来测量电流,具有结构简单、测量范围广、精度高等优点。但是,它们通常需要稳定的电源和复杂的信号处理电路。传感器探头是一种测量电磁的敏感部件,其性能很大程度地影响测量结果,因此,探头的设计十分关键。泰州电池电流传感器价格
为保证磁通门能够处于零磁通状态,磁通门电路常应用闭环系统。宁波高稳定性电流传感器供应商
G1为基于双铁芯结构的交直流零磁通检测器的传递函数,G2为PI比例积分放大电路的传递函数,G3为PA功率放大电路的传递函数,G4为电流反馈模块的传递函数,G5为感应纹波噪声传递函数,NF为负反馈环节传递函数。根据图3-3,由自动控制系统相关理论,可得反馈绕组中反馈电流IF与一次绕组中一次电流IP之间的传递函数为:IS(s)IP(s)NPG1G2G3G4+NPG4G51+NFG1G2G3G4(3-12)交直流零磁通检测器输入信号为一次绕组WP与反馈绕组WF在铁芯C1及C2中的磁势之差,终输出信号为合成电压信号VR12。根据上述关系,可推导交直流直流零磁通检测器的传递函数G1为:G1=SD==-(3-13)式(3-13)与自激振荡磁通门传感器灵敏度SD公式(2-48)一致。G2的传递函数常通过比例环节及积分环节的特征参数表示:(1)G2=-KPI|1+|(3-14)(jwτ1)宁波高稳定性电流传感器供应商