電力電子技術(shù)是國民經(jīng)濟發(fā)展以及國家重要領(lǐng)域的重要技術(shù)支持,是信息與能源 轉(zhuǎn)換的結(jié)合,是實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保和提高人民生活質(zhì)量的重要技術(shù)手段。在完成現(xiàn)今國家 “發(fā)展新能源”和“節(jié)能減排”基本國策的過程中起著極其關(guān)鍵的作用。新能源、 節(jié)能環(huán)保、新能源汽車、新材料、生物、裝備制造、新一代信息技術(shù)等產(chǎn)業(yè)的發(fā) 展,都離不開電力電子技術(shù)的有力保障。電力電子技術(shù)是智能電網(wǎng)的助推器,以靈活交流輸電(FACTS)技術(shù)、高壓直流(HVDC)輸電技術(shù)、輕型高壓直流輸電技術(shù)、定制 電力(custom power)技術(shù)和能量轉(zhuǎn)換技術(shù)為特點的先進電力電子技術(shù)越來越多地應(yīng)用于國家電網(wǎng)中,它是創(chuàng)建安全可靠智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)和方法。電力電子技術(shù)在 產(chǎn)生、輸送、分配和使用電能的全過程中均得到了大量而關(guān)鍵的應(yīng)用。積分反饋式電流傳感器主要基于激勵線圈感應(yīng)電流的積分值反饋控制次級電流值?;煞秩蓦娏鱾鞲衅鲌髢r
電流傳感器技術(shù)方案差異分析隨著電力電子技術(shù)應(yīng)用的逐步發(fā)展,人們對電流傳感器的性能提出了更高的要求,所以電流傳感器迅速發(fā)展起來。為了滿足電流傳感器在不同領(lǐng)域中的技術(shù)需求,產(chǎn)業(yè)界開發(fā)出了各種類型電流傳感器,如霍爾電流傳感器、羅氏線圈、巨磁阻電流傳感器、電流互感器、分流電阻以及磁通門電流傳感器等。小編在7月份在無錫納吉伏公司的網(wǎng)站上對這些不同電流傳感器的技術(shù)路線差異進行了初步分析分析,下面詳細介紹上述幾種常見的電流傳感器。
霍爾效應(yīng)傳感器是基于霍爾效應(yīng)的磁場傳感器。它是一種隔離的非侵入式設(shè) 備,可同時應(yīng)用于直流和交流電流檢測,通常高達數(shù)百千赫茲。由于其簡單的結(jié)構(gòu),與微電子器件的兼容性,霍爾器件可以單片集成到完全集成的磁傳感器中?;魻杺鞲衅骺梢允褂贸R?guī)的CMOS技術(shù)制造。但是,它通常比電流互感器或Rogowski傳感器昂貴。盡管霍爾傳感器可以測量直流電流,但由于鐵芯飽和,霍爾傳感器通常具有有限的峰值電流,并且具有有限的帶寬(<1MHz)。另外,它對外部磁場非常敏感,霍爾傳感器的溫度穩(wěn)定性和時間穩(wěn)定性非常不好?;魻栃?yīng)傳感器主要在閉環(huán)模式下工作,以實現(xiàn)更高的精度和更寬的動態(tài)范圍。 徐州普樂銳思電流傳感器供應(yīng)商由于霍爾效應(yīng)傳感器的輸出信號與被測電流成正比,因此它可以用于測量直流或交流電流。
上世紀初,羅格夫斯基提出了一種可以用空心線圈測量磁場強度的方法,并且發(fā)表了論文:TheMeasurementofMagnetMotiveForce,這種線圈被命名為羅氏線圈。在后來的研究中,Cooper的人證明了可以用羅氏線圈來測量脈沖電流,為后來的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。初期因為羅氏線圈對電流測量的精度問題,人們對羅氏線圈并不重視,直到上世紀60年代科學(xué)家改進了羅氏線圈的結(jié)構(gòu),從而提高了對電流測量精度,羅氏線圈重新得到了重視。到上世紀80年代,羅氏線圈的研究越發(fā)成熟,基本上實現(xiàn)了系列化和產(chǎn)業(yè)化,它的應(yīng)用也得到了進一步的推廣。羅氏線圈具有其獨特的結(jié)構(gòu),所以不需要考慮鐵芯所引起的問題,相比于傳統(tǒng)電磁式電流互感器,羅氏線圈具有以下優(yōu)勢:1.不需要考慮鐵芯的飽和,線性度好,線圈的測量范圍非常寬,可以跨越好幾個數(shù)量級;2.羅氏線圈的自身時間常數(shù)很小,所以可以用來測量較高頻率的電流,也就是說,可以測量的電流的頻帶很寬,特殊的設(shè)計甚至可以達到數(shù)千兆赫茲;3.線圈的輸出為電壓值,通過后續(xù)的信號處理電路,可以方便的實現(xiàn)數(shù)字化輸出;4.不含鐵芯,所以體積小,重量輕。羅氏線圈作為脈沖電流傳感器具有優(yōu)勢,可以說,羅氏線圈是對脈沖電流測量的優(yōu)勢選項。
通過對逆變器的輸入輸出端進行基礎(chǔ)的電參數(shù)測試,可以獲取逆變器的工作效率。這種測試可以包括以下方面: 輸入電流和電壓測試:這是逆變器效率測試的基本部分。準確的電流和電壓測量可以提供關(guān)于逆變器工作狀態(tài)的關(guān)鍵信息。 輸出電流和電壓測試:逆變器的輸出電流和電壓的穩(wěn)定性直接影響到電力系統(tǒng)的整體性能。測量輸出電流和電壓可以幫助確保逆變器能夠提供穩(wěn)定、高質(zhì)量的電力。 功率和功率因素測試:這些參數(shù)直接反映了逆變器的轉(zhuǎn)換效率。高功率和接近完美的功率因數(shù)意味著逆變器在轉(zhuǎn)換過程中的損失比較小。這種誤差可能由多種因素引起,包括但不限于:溫度變化、電氣噪聲、機械磨損以及制造過程中的不準確性。
巨磁阻(GMR)效應(yīng)在微小磁場測量領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了創(chuàng)新性的改變,尤其在利用渦流傳感器進行無損檢測方面取得了很大的進展。巨磁阻傳感器具有低功耗、尺寸小、高靈敏度以及頻率與靈敏度的不相關(guān)性等特點;同霍爾傳感器相同,巨磁阻芯片是傳感器的主要組成部分,一般也容易受到環(huán)境中磁場的干擾,不適用于電磁環(huán)境復(fù)雜的環(huán)境,對復(fù)雜波形電流也不能做出準確的檢測。磁通門傳感器(Fluxgatecurrentsensor),一開始主要用于弱磁場的檢測,比如地磁場檢測、鐵礦石檢測、位移檢測和管道泄漏檢測等方面。隨著這種技術(shù)的發(fā)展,磁通-2-門傳感器廣泛應(yīng)用于太空探測和地質(zhì)勘探中。磁通門電流傳感器的結(jié)構(gòu)類似霍爾電流傳感器,是基于檢測磁路的飽和特性而設(shè)計的。磁通門電流傳感器采用高磁導(dǎo)率的磁芯,通過磁芯的交替飽和,產(chǎn)生的感應(yīng)電壓和被測電流之間存在著一定的數(shù)量關(guān)系,從而可以得到被測電流。它實際上檢測磁場的變化,通過磁與電的聯(lián)系來得到被測電流。近幾年,隨著軟磁材料的發(fā)展和電子元器件的革新,磁通門電流傳感器的性能不斷提高,其應(yīng)用范圍不斷擴大,受到越來越多的關(guān)注。交流比較儀和直流比較儀在電流檢測方法、電磁理論分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計上對于交直流電流測量具有寶貴的借鑒意義。蕪湖工控級電流傳感器
功率分析儀還可以測量和分析其他與功率相關(guān)的參數(shù),例如電壓和電流的有效值、峰值、頻率等?;煞秩蓦娏鱾鞲衅鲌髢r
霍爾(Hall)電流傳感器可以檢測很大的電流,精度可以達到0.5%~2%。但是霍爾元件是霍爾傳感器的主要部分,一般霍爾元件的溫度特性差,同時霍爾元件容易受到外界磁場的干擾,造成測量誤差。所以霍爾傳感器不適用于溫度高,電磁環(huán)境復(fù)雜的條件下,它的使用范圍受到了很大的限制。Rogowski線圈(羅氏線圈),具有測量電流范圍大、精度高、無磁性飽和現(xiàn)象、體積小、高頻化、易于實現(xiàn)數(shù)字化等諸多優(yōu)點,應(yīng)用場景很多。羅氏線圈一開始用于磁場測量,近年來多應(yīng)用于高電壓系統(tǒng)及大脈沖電流中的檢測。光電組合式羅氏線圈電子式電流互感器的提出在傳統(tǒng)型羅氏線圈的性能基礎(chǔ)上得到了很大的提高。電流互感器(currenttransformer,CT)依據(jù)電磁感應(yīng)原理測量電流,它非常多的應(yīng)用于電力系統(tǒng)的電流檢測中,并且也是電力系統(tǒng)中繼電保護系統(tǒng)的重要組成部分。但是電磁感應(yīng)原理只能用于交流電流的測量,同時由于存在磁芯,所以在設(shè)計中需要考慮磁性的飽和問題,磁芯的存在還導(dǎo)致了互感器的體積較大,造價昂貴?;煞秩蓦娏鱾鞲衅鲌髢r