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。通过持续振荡的激励磁场,磁通门传感器有效地降低了被测导体中的磁滞效应。合肥充电桩检测电流传感器厂家直销
根据自激振荡磁通门传感器激磁频率约束条件fex>2f,当交直流电流传感器检测带宽为0–50Hz时,应设计自激振荡磁通门传感器激磁频率应大于100Hz。设计激磁频率时可根据式(2-42)计算激磁频率fex为:fex=Vout4BSN1SC(4-3)式(4-3)中激磁频率fex 与激磁绕组 W1 匝数 N1 均未确定,通过合理设计参数 N1 使得终激磁频率fex>100Hz 即可满足设计要求。然而激磁频率fex 并不是越大越好, 磁 性材料的涡流损耗与激磁频率fex 的平方成正比,因此当激磁频率fex 较大时,铁芯的涡 流损耗增大, 整体交直流电流传感器功耗增大, 且激磁方波电压一定时,激磁频率fex 越 大则激磁绕组 W1 匝数 N1 越小,而根据式(2-41),匝数 N1 越小则饱和电流阈值 Ith 越 大则铁芯不易进入饱和区工作, 此时所设计的零磁通交直流检测器线性度不高。而激磁 频率fex 过小时,激磁绕组 W1 匝数 N1 过大,此时所设计零磁通交直流检测器的灵敏度 将会降低, 因此在参数设计时需要在零磁通交直流检测器线性度与灵敏度之间有所侧重。高稳定性电流传感器发展现状将有助于提高能源利用效率、降低成本、增强能源安全等。
近年来,随着精密电子电路的发展,在微弱电流测量领域,自激振荡磁通门技术得到了广泛应用,不同于传统磁调制器式磁通门传感器,其电路结构简单,不需外加激磁电源,供电部分直接取自电子电路。其灵敏度不受自激振荡频率限制,自身线性度可通过优化铁磁参数提高,然后结合传统电流比较仪结构,成为本文交直流电流精密测量的新方案。无锡纳吉伏公司基于高精度交直流电流测量方法的适应性及自激振荡磁通门技术理论研究,提出新型交直流电流检测方法,主要完成交直流电流的高精度测量方法研究及装置研制,致力于解决一二次融合背景下交直流电流计量失准的问题,同时通过设计合适铁磁参数及相关电路达到高精度交直流电流测量要求,为抗直流电流互感器及交直流电流传感器的溯源提供一种新思路。
其中Ith为铁芯C1饱和阈值电流,其大小取决于非线性铁芯C1磁性参数,具体表达式如下:I=Ψth=N1BsSthLL(2-41)其中Ψth为饱和阈值磁通量,BS为饱和磁感应强度,S为铁芯截面面积。将式(2-41)带入式(2-40)化简后可得:T=4NBS1sVout(2-42)由式(2-42)可知,激磁电压周期只是与铁芯材料饱和磁感应强度BS及截面积S,激磁绕组匝数N1和激磁电压峰值Vout有关。通过选择合适磁性材料的铁芯,并设计相关几何参数,激磁激磁绕组匝数N1和激磁电压峰值Vout即可对检测带宽进行相应设计。随着中国动力电池回收政策更加健全,随着技术的不断进步和环保要求的提高,回收体系更加完善。
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)电流精密测量研究一直以来都是计量领域的重点研究方向之一。无锡储能电池测试电流传感器案例
在电力系统中,磁通门电流传感器可以用于测量电网中的交流电流,以监控电力系统的运行状态和电力质量。合肥充电桩检测电流传感器厂家直销
国外关于直流分量对电力变压器影响研究颇多,直流分量的存在对于电力变压器铁芯的影响与电磁式电流互感器影响关注点略有不同,直流分量会导致电力变压器铁芯及其附近产生温升,同时在设备壳体监测到振动现象,均严重危害其正常运行。1989年,更是由于地磁感应直流导致电网变压器工作失衡,在加拿大魁北克地区造成电力系统失稳,随后出现电网崩溃。在直流分量对铁芯磁化程度对于电流互感器计量性能影响方面,捷克理工大学的 Karel Draxler 等人利用交直流电源作为信号源,通过罗氏线圈作为标准互感器输出标准信号,被测电磁式互感器输出作为被检信号,使用可变负载的电力电子模块作为被测互感器的负载,探究了直流分量大小以及负载功率因素变化对于比差和角差的影响。结果表明,随着负载的增加,直流偏磁将会使铁芯磁化程度加深,表现在测量结果上为比差向正方向增大,角差向负方向增大。合肥充电桩检测电流传感器厂家直销