通过对自激振荡磁通门传感器的起振原理及正反向直流测量时激磁电流变化过程进行详细的分析,自激振荡磁通门电路测量时具有如下特点:(1)自激振荡磁通门起振时需要满足大充电电流Im大于铁芯C1激磁电流阈值Ith,即满足Im>Ith。(2)铁芯C1工作在正负交替饱和的周期性状态。(3)当Ip=0时,采样电压VRs一个周波内平均值为0;当Ip>0时,采样电压VRs一个周波内平均值为负;当Ip<0时,采样电压VRs一个周波内平均值为正;由上述分析可知,采样电压的平均值大小反映了一次电流的量值大小和方向。接下来本文将对自激振荡磁通门的数学模型进行详细的推导,探究采样电压大小与一次电流的定量关系,探究交直流情况下自激振荡磁通门测量原理是否适用,以及自激振荡方波周期的定量表达式,并结合满足铁芯C1交替饱和所需的约束条件,对自激振荡磁通门电路设计原则及参数选择进行探讨。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。镇江闭环电流传感器联系方式
t3时刻起铁芯C1工作点回移至线性区A,非线性电感L仍继续放电,此时激磁感抗ZL较大,激磁电流缓慢由I+th继续降低,直至在t4时刻降为0。0~t4期间,构成了激磁电流iex的正半周波TP。t4时刻起铁芯C1工作点开始由线性区A先负向饱和区B移动,在t4~t5期间,铁芯C1仍工作于线性区A,此时输出方波激磁电压仍为VO=VOL,因此电路开始对非线性电感L反向充电,此时激磁感抗ZL未变,激磁电流iex开始由0反向缓慢增大,一直增长至反向激磁电流阈值I-th。山西电池包电流传感器厂家磁通门电流传感器也可以用于测量脉冲电流,监测和控制脉冲电流的状态。
为了降低直流分量对电能计量的影响及避免直流分量对交流电力设备造成损害,在 不影响交流测量精度的同时,能对直流分量进行监测,是智能配网对新一代电流测量设 备的新需求。中国电网公司在 2016 年 9 月,其运维检修部门组织编写了《10kV 一体化 柱上变电和配电一二次成套设备典型设计及检测规范》,提出适合我国配电网的一体化 配电成套设备的概念,而配网设备中一二次融合传感器技术是配网自动化设备的很重要的环 节之一,因此开展一二次融合下电流传感器技术研究迫在眉睫。
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,磁通门信号淹没在强大的变压器效应感应电势之中。
VRS1 为采样电阻 RS1 上电压信号,V’RS2 为采样电阻 RS2 上电压信号 经高通滤波器 HPF 处理后的电压信号,当 HPF 时间常数设置合理, 可有效滤除采样电 阻 RS2 上电压信号中无用低频分量,因此在 V’RS2 保留反向的无用高频分量 VH2 。若参 数设置合理,而高频无用交流分量 VH1 和无用高频分量 VH2 恰好幅值大小相同,则理论 上通过高通滤波器 HPF 即完成了无用高频分量的滤除,从而获得更为纯净的有用低频 信号。然而实际电路无法保证环形铁芯 C1 与 C2 及其附加电路一致性,因此无法完成无 用高频分量完全消除。设计中,新型交直流电流传感器增加低通滤波器 LPF 进一步对 VR12 中高频分量进行滤除,从而完成了对信号解调电路的改进。尽管分流器被设计为按照精确的比例分配电流,但实际应用中可能会存在一定的误差。嘉兴计量级电流传感器发展现状
近年来,又出现一种新的巨磁阻抗效应传感器。镇江闭环电流传感器联系方式
误差控制电路由PI环节构成,其直流开环增益越大越好,同时要求所选择运算放大器失调电压小,单位增益带宽大,选用OP27G高精密运放。误差控制电路输出直接连接PA功率放大电路,以驱动其输出反馈电流IF。常见的功率放大电路包括集成功率放大电路以及三极管等功率器件搭建的A类,B类,AB类,D类,H类功率放大电路[9,50]。在基于磁通门原理的直流电流测量的类似方案中,为了通过降低功率放大电路的功耗以改善整个系统的运行功耗,D类功率放大电路,H类功率放大电路常有出现,但该类功率放大电路输出纹波较大,因此对反馈电流中交直流测量带来误差。为了减小功率放大电路环节的输出纹波,本文选择了传统AB类功率放大电路,其功率器件选择TI德州仪器旗下的TIP110,TIP117,两者器件参数一致,为互补对称的大功率达灵顿管,其大输出交流可达2A。镇江闭环电流传感器联系方式