精確的電流檢測是保證電源性能及其安全可靠運行的必要條件。目前多種電流檢測的方法并存,一般可以分為隔離式和非隔離式兩種。非隔離式主要是指分流電阻。電隔離式主要包括霍爾電流傳感器(Hall-transducer),羅氏線圈(Rogowski Coil),電流互感器(Current transformer),磁通門傳感器(Fluxgate current sensor),巨磁阻傳感器(GMR current sensor)等。分流器適用于各種電流的測量,但是在大電流作用下發(fā)熱嚴(yán)重,導(dǎo)致測量誤差,若要滿足測量精度,分流器的體積和成本就會增大,因此分流器多應(yīng)用于允許誤差范圍較大的場合。磁場穩(wěn)定性:由于激勵磁場是持續(xù)振蕩的,它可以有效地抵消外部磁場的干擾,從而保證了測量的準(zhǔn)確性。嘉興零磁通電流傳感器
觀察式(2-25)、(2-26),為了避免復(fù)雜運算,需要對ln運算進行化簡。根據(jù)洛必達法則,假設(shè)Im<<IC,則有2Im/(IC-Im)→0,可對兩式前半部分進行化簡;假設(shè)Ith<<IC,βIp1<<IC,則有2Ith/(IC-Ith-βIp1)→0、2Ith/(IC-Ith+βIp1)→0,可對兩式后半部分進行化簡,化簡結(jié)果如下:TP~τ12Im+(τ2-τ1)2IthIC-ImIC-Ith-βIp1TN~τ12Im+(τ2-τ1)2IthIC-ImIC-Ith+βIp1由化簡后Tp、TN表達式可進一步計算得到:ΔT=T-T=4βIp1Ith(τ2-τ1)PN(IC-Ith-βIp1)(IC-Ith+βIp1)T=TP+TN=4Ith(IC-Ith)(τ2-τ1)+4Imτ1(IC-Ith-βIp1)(IC-Ith+βIp1)IC-Im鎮(zhèn)江儲能電池測試電流傳感器詢問報價激勵磁場的瞬時值方向呈周期性變化,磁芯的磁導(dǎo)率隨激勵磁場的改變而變化。
當(dāng)一次側(cè)存在直流分量時,傳統(tǒng)交流電流互感器計量失準(zhǔn)。當(dāng)一次側(cè)存在交流分量時,傳統(tǒng)直流電流互感器鐵芯激磁狀態(tài)受到影響,終導(dǎo)致直流計量失準(zhǔn)。已有方案中基于自激振蕩磁通門技術(shù)的電流傳感器,并未對交直流同時測量時交直流電流互感器性能進行測試[9,15]。目前也缺乏對交直流電流互感器校驗的相關(guān)章程,因此試驗時結(jié)合等44安匝方法,通過同時輸入交流電流和直流電流、且直流分量占比可調(diào)的方式,測試交直流下新型交直流電流互感器直流測量性能、交流測量性能。
新型交直流傳感器的環(huán)節(jié)是零磁通交直流檢測器,其線性度制約了整體閉環(huán)測量方案的精度。本文設(shè)計的零磁通交直流檢測器如圖3-1所示。其包括環(huán)形鐵芯C1和C2,及激磁繞組W1,激磁繞組W2和分壓電阻R1,R2。比較放大器U1,單位反向放大器U2,采樣電阻RS1和RS2。首先確定磁芯尺寸及磁性材料選擇,磁性材料各項參數(shù)直接影響到所設(shè)計零磁通交直流檢測器的靈敏度,并對電路設(shè)計參數(shù)有所限制[57]。根據(jù)第2章分析可知,鐵芯材料需要選擇非線性程度高,即磁導(dǎo)率高,磁飽和強度高,矯頑力低的磁性材料。結(jié)合自激振蕩磁通門技術(shù)和電流比較儀結(jié)構(gòu),研制出三鐵芯三繞組的閉環(huán)零磁通交直流電流傳感器。
當(dāng)一次電流IP為純直流分量時,通過分析式(3-20)可知,此時jw=0,ZF=0時,可得新型交直流電流傳感器的直流穩(wěn)態(tài)誤差εDC為:11+KPIN1RM(KPAN)FRS1(1+偽)式(3-21)為單獨測量直流時的新型交直流傳感器穩(wěn)態(tài)誤差傳遞函數(shù)模型。此時由于PI比例積分電路在直流測量情況下,時間常數(shù)趨近于0,理論上比例積分電路開環(huán)增益趨近于無窮大,因此直流測量誤差趨近于0。然而實際當(dāng)測量交直流電流時,PI比例積分電路的開環(huán)增益有限,因此仍需考慮其他參數(shù)設(shè)計。同時需要注意,在建立交直流電流傳感器穩(wěn)態(tài)誤差模型時,對基于雙鐵芯結(jié)構(gòu)自激振蕩磁通門傳感器的零磁通交直流檢測器進行了線性化處理,因此保證零磁通交直流檢測器線性度是新型交直流傳感器設(shè)計的關(guān)鍵,而激磁繞組匝數(shù)N1及采樣電阻RS1均影響交直流檢測器線性度,因此在參數(shù)設(shè)計時需要綜合考慮各項指標(biāo)。將一次電流中的直流和交流分量分通道單獨檢測研制了四鐵芯六繞組交直流電流比較儀。鎮(zhèn)江霍爾電流傳感器案例
磁通門電流傳感器適用于動力電池電量監(jiān)測和高精度電流監(jiān)測等應(yīng)用場合,如電動汽車電池管理系統(tǒng)。嘉興零磁通電流傳感器
充電至t1時刻后,由于鐵芯C1飽和,激磁感抗ZL迅速變小,因此t1~t2期間,激磁電流iex迅速增大,當(dāng)激磁電流iex達到充電電流Im=ρVOH/RS時,電路環(huán)路增益11ρAv>>1滿足振蕩電路起振條件,方波激磁電壓發(fā)生反轉(zhuǎn),輸出電壓由正向峰值電壓VOH變?yōu)榉聪蚍逯惦妷篤OL,即t2時刻,VO=VOL。t2時刻起,鐵芯C1工作點由正向飽和區(qū)B開始向線性區(qū)A移動。在t2~t3期間,鐵芯C1仍工作于正向飽和區(qū)B,激磁感抗ZL小,而輸出方波電壓反向,此時加在非線性電感L上反相端電壓V-=ρVOL,產(chǎn)生的充電電流反向,因此非線性電感L開始迅速放電,激磁電流iex開始降低,于t3時刻激磁電流iex降至正向激磁電流閾值I+th。嘉興零磁通電流傳感器