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。由于这个感应电流与被测导体中的电流成正比,因此可以通过测量这个感应电流来间接测量被测导体中的电流。重庆计量级电流传感器供应商
磁通门探头的磁通变化由激励电流以及初级被测电流的共同变化得出,引入了闭环结构,由于被测初级电流上的存在引起电感值变化,应用闭环原理进行检测以及补偿,补偿电流Zs输入到传感器的次级线圈中,使得开口处场强为0,电感返回至一个参考值。初级电流和次级电流的关系就会由匝数比很明确的给出来。无锡纳吉伏提出了一种紧凑式结构的磁通门传感器,该结构减少了一个磁芯, 应用套环式双磁芯,内部环形磁芯及缠绕在其上的反馈以及激励线圈与初级线圈应用积分反馈式磁通门电流传感器测量方式。外部环绕着反馈线圈的环形磁芯与初级线圈构成电流互感器用以测量高频交流电。这一结构的提出进一步减小了测量探头的体积及功耗。但是却是以付出精确度为代价的,因为套环式结构外部磁芯通过的磁场要远远小于通过内部磁环的,这样会影响电流互感器的测量精度;另外,单磁环无法解决磁通门原理中的变压器效应带来的影响。重庆计量级电流传感器供应商在磁通门传感器的设计中,通常会采用一个激励磁场,这个磁场会持续振荡,从而可以等效为消磁磁场。
实际自激振荡磁通门传感器基于 RL自激振荡电路完成对被测电流信号的磁调制过 程,其中使用比较器电路正反馈模式配合非线性电感完成自激振荡过程。分析一次侧电流 IP 为 0 的初始情况下,自激振荡磁通门电路起振过程中铁芯工 作点及激磁电流变化情况。正常工作时方波激磁电压 Vex 波形及通过非线性电感 L 的激 磁电流 iex 波形如图 2-3 所示, RL 多谐振荡电路开环增益为 Av ,输出方波电压正向峰 值为 VOH ,反向峰值为 VOL 。假设正向激磁电流阈值 I+th ,反向激磁电流阈值 I-th ,且满 足 I+th=-I-th=Ith 。正向充电电流 I+m ,反向充电电流 I-m ,且满足 I+m=-I-m=Im。
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。但是金属中的霍尔效应很微弱,信号微弱检测不到,在很长一段时间里这限制了霍尔效应的应用。
无锡纳吉伏公司总结了直流分量对交流测量影响的相关研究现状,说明了一二次融合背景下交直流电流测量的必要性;通过对电流比较仪的发展回顾,对现有磁调制原理的交直流电流测量方法进行总结,分析了交直流测量方法的关键技术及其制约瓶颈,为交直流电流传感器的优化设计提供思路。对自激振荡磁通门传感器技术进行深入研究,阐明其电流测量基本原理和交直流电流测量的适应性;探究自激振荡磁通门传感器磁参数和几何参数与传感器线性度7和灵敏度之间的定量关系,为自激振荡磁通门传感器的铁芯选择、绕组设计及硬件电路初步设计奠定理论基础。结合电子补偿式交流比较仪及自平衡式直流比较仪的结构建立闭环交直流电流传感器。南京高稳定性电流传感器设计标准
如果没有对于铁磁材料磁导率和饱和特性的研究、没有低矫顽力高磁导率软磁材料问世、没有谐波分析仪检测;重庆计量级电流传感器供应商
实际自激振荡磁通门传感器基于 RL自激振荡电路完成对被测电流信号的磁调制过 程,其中使用比较器电路正反馈模式配合非线性电感完成自激振荡过程。 C1 为高磁导率、低磁饱和强度的非线性铁磁材料,其上均匀 绕制匝数为 N1 的激磁绕组 W1,共同构成重要器件非线性电感 L,其绕线电阻为 RC 。分 压电阻 R1 、R2 用于设置比较器正向阈值比较电压 V+和反向阈值比较电压 V- 。采样电阻 RS 用于激磁电流信号 iex 采样。同时在 RL 自激振荡电路输出端并联反向串联的稳压二 极管 DZ1 与 DZ2 完成激励电压峰值 Vex 的设置。WP 为一次绕组,其上一次电流大小为 IP。重庆计量级电流传感器供应商