铁芯 C1 的非线性是影响自激振荡磁通门电路正常运行的主要因素。在探究铁芯 C1 非线性特性时常用简易的三折线模型分析,三折线模型忽略了铁芯 C1 磁滞效应并对复 杂的磁化曲线进行分段线性化,铁芯 C1 磁化曲线及简化模型见图 2-2。图中主要参数 HC 为铁芯 C1 剩磁,H(ith)为铁芯 C1 磁导率由线性区即将进入非线性区发生突变时对应 激磁电流阈值 ith 下的磁场强度,H(is)为铁芯 C1 进入饱和区工作状态时对应饱和激磁电 流 is 下的磁场强度。铁芯 C1 的工作状态依据激磁电流大小被划分为负 向饱和区 C,线性区 A 及正向饱和区 B。在电池储能、压缩空气储能、超级电容储能等多种技术路线的共同发展下,新型储能产业的前景十分广阔。九江纳吉伏电流传感器厂家现货
同理,双铁芯结构下,由于反馈绕组同时均匀绕制在两环形铁芯C1及C2上,可以对铁芯C1,C2列写磁势方程可以得到:C1:NPIP+NFIF+N1Iex1=0C2:NPIP+NFIF+N2Iex2=0(3-5)(3-6)单独看式(3-4),与其式(3-5)及式(3-6),其结构相同,即单个铁芯在闭环电流测量时,其磁势方程一致,主要是因为铁芯的磁势方程与铁芯上所缠绕的绕组及其通过的电流有关,但值得注意的是,通过观察式(3-4)至式(3-6),对于两种测量方案而言,单个铁芯均无法完成一次电流磁势NPIP与反馈电流磁势NFIF相平衡,在单个铁芯上总是存在激磁电流磁势,这与传统电流互感器一致,激磁电流就是导致电流测量误差的根本原因。但是双铁芯结构下,通过将式(3-5)与式(3-6)进行叠加,即将环形铁芯C1及C2看作一个整体可得:C1+C2:2NPIP+2NFIF+(N2Iex2+N1Iex1)=0(3-7)徐州光伏逆变器电流传感器案例磁通门电流传感器可以用于监测电池的电量和电流,提高电池的使用效率和安全性。
导致正半周波自激振荡过程将不会在原 t5 时刻进入饱和区,而是略 有延后,即铁芯 C1 工作点将滞后进入负向饱和区 C;而在正向饱和区 A 及负向饱和区 C 中,激磁电流峰值仍然满足 I+m=-I-m=Im=ρVOH/RS,且非线性电感时间常数未发生变化, 因此铁芯 C1 饱和区自激振荡阶段, 激磁电流由 I+th1 正向增大至 I+m 的时间间隔增大, 而 激磁电流由 I-th1 负向增大至 I-m 的时间间隔减小。 由上述分析可知,测量正向直流时铁 芯工作点的特征为: 铁芯 C1 工作在正向饱和区 B 的时间大于工作在负向饱和区 C 的时 间,使激磁电流 iex 波形上出现了正负半周波波形上的不对称性。在一 次电流 IP 为正时,激磁电流 iex 在一个周波内,正半周波电流平均值小于负半周波电流 平均值, 采样电阻 RS 上采样电压 VRs 一个周波内平均值为负。
IP<0 时激磁电压波形 Vex 及激磁电流波形,图中红色曲线 为 IP=0 时激磁电流波形。为方便下一节对自激振荡磁通门传感器建模,将零点选择为激磁电流达到反向充电电流 I-m 时刻,此时激磁电压恰好发生翻转。当一次电流 IP<0,即为负向直流偏置,其在铁芯 C1 中产生恒定的去磁直流磁通, 铁芯 C1 磁化曲线将向右发生平移使铁芯 C1 进入负向饱和区的阈值电流变小。 且负向饱 和阈值电流满足 I-th1=I-th-βIp,此时新的振荡过程将不同于原 IP=0 时自激振荡过程,由于 负向饱和阈值电流 I-th1 小于原负向激磁阈值电流 I-th,从而导致负半周波自激振荡过程将 不会在原时刻进入饱和区, 而是略有提前, 即铁芯 C1 工作点将提前进入负向饱和区 C; 同时,由于负向去磁直流磁通作用,铁芯 C1 进入正向饱和区需要额外的激磁电流以抵 消负向直流产生的的负向磁势, 使得铁芯 C1 进入正向饱和区的阈值电流变大,正向饱 和阈值电流满足 I+th1=I+th-βIp 。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。
新型交直流传感器的环节是零磁通交直流检测器,其线性度制约了整体闭环测量方案的精度。本文设计的零磁通交直流检测器如图3-1所示。其包括环形铁芯C1和C2,及激磁绕组W1,激磁绕组W2和分压电阻R1,R2。比较放大器U1,单位反向放大器U2,采样电阻RS1和RS2。首先确定磁芯尺寸及磁性材料选择,磁性材料各项参数直接影响到所设计零磁通交直流检测器的灵敏度,并对电路设计参数有所限制[57]。根据第2章分析可知,铁芯材料需要选择非线性程度高,即磁导率高,磁饱和强度高,矫顽力低的磁性材料。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。苏州高稳定性电流传感器厂家
交流比较仪和直流比较仪在电流检测方法、电磁理论分析与结构设计上对于交直流电流测量具有宝贵的借鉴意义。九江纳吉伏电流传感器厂家现货
不同于传统电流比较仪的是,新型交直流电流传感器改进了铁芯结构及信号解调电 路, 增加了环形铁芯 C2 及对其进行激磁的是反向放大器 U2,其与环形铁芯 C1 及采样电 阻 RS1 构成反向激磁的自激振荡磁通门传感器,其作用是用于抵消激磁电压在其他绕组 中产生的电磁感应纹波电流,低通滤波器 LPF 及高通滤波器 HPF 的配合使用将对采样 信号的解调进行优化。设计的新型交直流电流传感器为闭环零磁通交直流电流测量系统。其中交直流 电流不平衡磁势检测由零磁通交直流检测器测量, 交流及直流不平衡磁势均在同一通道 完成信号解调及信号处理。九江纳吉伏电流传感器厂家现货