偶次谐波法进行了分析,该方法简单、有效,但是检测电路复杂,精度较低,温漂较大。因此为改善磁通门技术的现状,吉林大学程福德团队提出了时间差型磁通门,该方法有可能解决现有磁通门分辨力、测量精度难以继续提高的问题,是磁通门研究中一个值得重视的方向; g Velasco-Quesada等提出了零磁通反馈式磁通门,使磁芯工作在零磁通状态下,有效减小磁滞对测量的影响; Takahiro Kudo等给出了一种通过测量输出信号峰值位置变化的方法得到被测电流的它在高速电流测量、电力电子变换器监测、电机控制、电磁兼容性测试等领域有着很多的应用前景。福州内阻测试仪电流传感器
传统的自激振荡磁通门电路测量直流是通过测量采样电阻上的电压信号进行信号 采集, 其中有用信号为采样电阻上电压信号的平均值, 实际电路在测量直流时通过低通 滤波器 LPF 即可完成平均值电压信号解调。然而当测量交直流信号时, 由于一次侧电流 中有交流信号, 其在激磁绕组上产生的感应电流信号势必会影响铁芯激磁过程, 此时铁 芯的激磁过程变得更为复杂, 非线性特征更为明显, 使激磁电流中产生大量高频的无用 谐波, 而低通滤波器 LPF 虽然结构简单, 成本低,但是其滤波效果有限, 导致高频谐波 滤波后仍有残留, 其伴随有用信号进入误差控制模块,将影响终测量结果的准确性。 因此,本文设计的新型交直流电流传感器,通过低通滤波器 LPF 配合高通滤波器 HPF 对取自采样电阻 RS1 上的电压信号进一步处理,有效滤除其中的无用高频谐波信号,以 提高零磁通交直流检测器测量精度。武汉化成分容电流传感器2022年废旧动力电池中有70%回收后用于梯次利用场景。
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。
特别地,在t3时刻为自激振荡正半周期的结束时刻,此时电路正向充电过程结束,电路输出激磁电压即将发生跃变,激磁电流达到大正向充电电流值I+m,即iex(t3)满足:iex(t3)=I+m=Im(2-15)根据初始条件iex(t2)及终止条件iex(t3)可以求得时间间隔t3-t2为:t3-t2=τ1ln(2-16)同理,根据一阶线性微分方程的初始条件及终止条件可以得到负半周波内激磁电流方程,通过终止条件可反向计算出相应的时间间隔表达式,如图2-4中所示,在t3~t4期间,激磁电流iex表示为:t-t3t-t3iex(t)=-IC(1-eτ1)+Imeτ1时间间隔t4-t3为:t4-t3=τ1ln在t4≤t≤t5期间,激磁电流iex表示为:-t-t4-t-t4iex(t)=-IC(1-eτ2)+(Ith+βIp1)eτ2时间间隔t5-t4为:t5-t4=τ2ln在t5≤t≤t6期间,激磁电流iex表示为:iex(t)=-IC(1-eτ1)+(-Ith+βIp1)eτ1时间间隔t6-t5为:t6-t5=τ1ln||(IC-Im)将有助于提高能源利用效率、降低成本、增强能源安全等。
无锡纳吉伏公司基于自激振荡磁通门技术并结合传统电流比较仪结构设计了新型交直流电流传感器,介绍了其系统组成及工作原理。通过分析新型交直流传感器的误差来源,对传统自激振荡磁通门传感器进行改进,提出了本文方案中基于双铁芯结构自激振荡磁通门传感器的交直流检测器,同时也对解调电路进行了相关优化改进。并结合自动控制理论建立了新型交直流电流传感器的交直流稳态误差模型,明确了影响新型交直流传感器稳态测量误差的各项因素,为设计新型交直流传感器提供理论依据及参考方向。依据上述理论研究,设计了高线性度与灵敏度的交直流电流检测器,依据误差抑制方法及优化设计原则对其信号处理电路、电流反馈电路、终端测量电阻和电磁屏蔽进行相应设计。然后结合零磁通交直流检测器的优化设计,完成了高精度交直流电流传感器样机研制。被测磁场通过磁通门轴向分量,这时磁通门信号的输出便会发生一定的偏移。福州内阻测试仪电流传感器
这种误差可能由多种因素引起,包括但不限于:温度变化、电气噪声、机械磨损以及制造过程中的不准确性。福州内阻测试仪电流传感器
根据前述假设,Im<<IC且在线性区A激磁电感L远大于饱和区B、C激磁电感l,因此τ2>>τ1,因此式(2-31)进一步化简得:T=TP+TN=(IC一4Ith(I)th(β(IC)Ip(一)I(h)(τ2Ith(一)Ip1)(2-32)根据式(2-27)(2-30)(2-32)可求得激磁电压信号Vex在一个周波内平均电压Vav满足:Vav=Vout=ICβ一II(p1)thVout(2-33)根据前述假设Ith<<IC可进一步对式(2-33)分母进行化简,带入下列表达式IC=Vout/Rsum,β=Np/N1,iex=Vout/(RC+RS)及Rsum=RC+RS可进一步得激磁电流平均值iav满足:iav=一(2-34)式(2-34)即为平均电流模型基于磁化曲线的分段线性化模型所得激磁电流与一次电流之间的定量关系式,即自激振荡磁通门电路激磁电流平均值与一次电流之间呈线性比例关系,且激磁电流平均值正负与一次电流方向相关。自激振荡磁通门电路可以识别电流方向且激磁电流平均值与一次电流量值线性相关,这便为自激振荡磁通门电路测量交流及交直流提供了理论上的可行性,现对IP为交直流电流时,自激振荡磁通门电路测量原理进行分析。福州内阻测试仪电流传感器