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基于零磁通的双隔离高电压传感器设计与实现
1
作者 牟宏杰 王阳 +2 位作者 许涛 钟贻兵 高明星 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期183-188,共6页
传统霍尔电压传感器测量千伏级电压采用外接电阻转换成电流的方式,存在输入功率大和测量隔离度低的问题。基于此,设计了一种基于零磁通的双隔离高电压传感器。设计电阻阵列、仪表放大和运放双跟随匹配的U/I转换电路,降低输入功耗并精确... 传统霍尔电压传感器测量千伏级电压采用外接电阻转换成电流的方式,存在输入功率大和测量隔离度低的问题。基于此,设计了一种基于零磁通的双隔离高电压传感器。设计电阻阵列、仪表放大和运放双跟随匹配的U/I转换电路,降低输入功耗并精确传送测量电压;引入特殊耐高压设计的霍尔模块,对原次级磁场建立零磁通反馈,实现测量和输出隔离以及高精度线性转换;设计宽电压式DC-DC电源对内部高低压模块隔离供电。测试结果表明,传感器线性度优于0.1%,精度优于0.2%,耐压达到2000 V,具有重要的工程价值。 展开更多
关键词 电压传感器 双隔离 零磁通 U/I转换 电阻阵列
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基于零磁通原理的宽量程电流互感器传变特性
2
作者 张鼎衢 杨路 +4 位作者 肖勇 宋强 王保帅 王岩 邢立坤 《南方电网技术》 CSCD 北大核心 2024年第11期150-158,共9页
“双碳”背景下新能源分布式电源大规模并网,其间歇性和宽量程负荷的特点使新能源并网点处的电流信号呈现宽动态变化范围的特征。传统电流互感器在一次电流远小于额定电流时容易因为铁心励磁不足和初始磁导率低而发生误差越限,在一次电... “双碳”背景下新能源分布式电源大规模并网,其间歇性和宽量程负荷的特点使新能源并网点处的电流信号呈现宽动态变化范围的特征。传统电流互感器在一次电流远小于额定电流时容易因为铁心励磁不足和初始磁导率低而发生误差越限,在一次电流超过额定电流时又因为可能进入铁心饱和区而导致精度降级,难以实现电能的准确计量。为使电流互感器同时满足高精度和宽量程,提出了一种基于电动势补偿的无源零磁通复合铁心电流互感器,通过二次绕组在主、辅铁心上的不等匝数绕制和补偿绕组的引入,并根据主、辅铁心的磁场分布特征选取不同的铁心结构和材料,使主铁心工作在近似零磁通的状态。推导该结构电流互感器的控制框图和传递函数,并结合仿真分析和实验验证,结果表明该结构的电流互感器在一次额定电流的0.1%~200%范围内均满足0.1级电流互感器的精度要求,为新能源背景下电力系统中宽动态变化范围电流信号测量提供一种可行的解决方案。 展开更多
关键词 电流互感器 宽量程 零磁通 电动势补偿 复合铁心
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直流输电用零磁通直流电流互感器的研制 被引量：28
3
作者 李鹤 李前 +3 位作者 章述汉 雷民 李登云 胡浩亮 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期2981-2985,共5页
零磁通直流电流互感器被广泛应用于换流站中性线上直流电流的测量。为此,介绍了研制的1台3 000A/1V,50kV零磁通式直流电流互感器样机的工作原理、结构和性能指标。该直流电流互感器采用一对检测铁芯绕组作为一次和二次电流的安匝平衡检... 零磁通直流电流互感器被广泛应用于换流站中性线上直流电流的测量。为此,介绍了研制的1台3 000A/1V,50kV零磁通式直流电流互感器样机的工作原理、结构和性能指标。该直流电流互感器采用一对检测铁芯绕组作为一次和二次电流的安匝平衡检测器,由安匝平衡检测器控制的反馈功率放大器输出二次电流与一次电流达到磁势自平衡。设计的安匝不平衡造成误差约0.02%,且该分量对环境温度不敏感。分析认为主要的误差来源是位于控制室的负载电阻和放大电路。直流误差校准试验表明,该样机在额定持续热电流下的各点测量误差均<0.2%,在18kA下测量误差<0.3%。样机在短时电流试验和阶跃电流响应试验中表现出了良好的暂态性能。参考相关标准,样机通过了电磁兼容试验考核。该类型零磁通型直流电流互感器符合高压直流输电系统要求。 展开更多
关键词 高压直流输电 直流电流测量 零磁通 磁调制 误差 试验
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零磁通传感器的研究 被引量：16
4
作者 刘君 吴广宁 +3 位作者 周利军 吕玮 王万岗 马果 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2009年第8期67-70,共4页
分析了传统电流传感器存在的固有误差及其影响因素;根据磁动势方程设计了一种双级结构的电流传感器,以消除励磁误差;由电磁感应定律与磁路定律建立了传感器的仿真模型;采用DSP增益自适应方案,动态调整补偿信号幅值及相位,保证自动补偿... 分析了传统电流传感器存在的固有误差及其影响因素;根据磁动势方程设计了一种双级结构的电流传感器,以消除励磁误差;由电磁感应定律与磁路定律建立了传感器的仿真模型;采用DSP增益自适应方案,动态调整补偿信号幅值及相位,保证自动补偿励磁电流,使之工作在零磁通状态。测试实验与现场应用证明,设计的零磁通电流传感器准确度可达0.1级,能满足在线监测信号采集的需要。 展开更多
关键词 电流传感器 误差 零磁通 补偿 在线监测
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零磁通型高精度微电流传感器 被引量：18
5
作者 单平 罗勇芬 +2 位作者 李彦明 徐大可 曹俊岭 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期28-29,52,共3页
研制了一种用于高压电容性设备在线监测的穿心式高精度微电流传感器。它基于电子补偿原理 ,通过对激磁电流的补偿 ,使传感器近似工作在“零磁通”状态。测试表明 :补偿收到了良好效果 ,角差稳定在± 1.5′以内 ,比差 <1‰。
关键词 零磁通型高精度微电流传感 抗电磁干扰 测试 校验
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基于磁通门原理的零磁通交直流电流传感器 被引量：11
6
作者 岳长喜 项琼 +3 位作者 骆雪 王欢 朱凯 刘浩 《电测与仪表》 北大核心 2017年第24期73-77,共5页
文中基于磁通门技术和零磁通原理研究了一种交直流传感器。其利用聚磁环将一二次电流产生的磁场聚集并叠加,通过嵌入在聚磁环内部的高灵敏度磁通门传感器进行磁场检测,再通过高增益高带宽的功率放大电路输出,形成与一次电流相对应的二... 文中基于磁通门技术和零磁通原理研究了一种交直流传感器。其利用聚磁环将一二次电流产生的磁场聚集并叠加,通过嵌入在聚磁环内部的高灵敏度磁通门传感器进行磁场检测,再通过高增益高带宽的功率放大电路输出,形成与一次电流相对应的二次电流。一、二次电流在聚磁环中产生大小相等、方向相反的磁场,最终能使聚磁环中的磁场为零,一、二次电流安匝数相等。同时,采用两个对称分布在聚磁环两边的磁通门传感器,提高系统对外界磁场的抗干扰能力。文章对传感器进行了交流误差、直流误差、阶跃响应、频率特性等试验测试,结果表明其在交直流下均满足0.01级要求。 展开更多
关键词 磁通门 零磁通 交直流 电流传感器 误差
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基于零磁通原理的微电流传感器的研究 被引量：9
7
作者 王文 吝伶艳 +1 位作者 乔记平 宋建成 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2018年第3期23-25,29,共4页
为了快速准确地补偿微电流传感器的误差,提高微电流传感器的测量精度。根据零磁通补偿原理,研制了一种微电流传感器。微电流传感器包含感应单元、信号补偿单元以及信号处理单元,其中补偿单元采用有源与无源相结合的方法对输出电流进行... 为了快速准确地补偿微电流传感器的误差,提高微电流传感器的测量精度。根据零磁通补偿原理,研制了一种微电流传感器。微电流传感器包含感应单元、信号补偿单元以及信号处理单元,其中补偿单元采用有源与无源相结合的方法对输出电流进行相位和幅值补偿,信号处理电路用于实现对二次侧输出的微弱信号进行调理,放大。通过搭建实验平台,实验结果表明利用该补偿方法时电流传感器在测量μA级到m A级的工频电流时准确度可达到0.2级,且补偿方式方便快捷。 展开更多
关键词 微电流传感器 零磁通 有源补偿 无源补偿 信号补偿电路 信号处理电路
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双级零磁通电流互感器状态反馈控制研究 被引量：13
8
作者 鲍海 艾欣 杨以涵 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第2期12-14,5,共4页
利用现代控制理论方法，通过对双级零磁通电流互感器磁动势补偿外加励磁回路特性的分析，建立完全可控的双级零磁通电流互感器状态反馈控制模型，为实现双级零磁通电流互感器的补偿控制及其动态特性分析提供了理论基础。
关键词 电流互感器 控制模型 零磁通 状态反馈控制
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零磁通电流互感器的研究 被引量：6
9
作者 艾欣 郝玉山 +1 位作者 杨以涵 宋家骅 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 1999年第4期30-35,共6页
本文分析了零磁通电流互感器的控制原理，建立了数学模型并进行了相应分析，对零磁通电流互感器的铁心。
关键词 电流互感器 零磁通 电子补偿电路 变压器 试验
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基于零磁通原理的高精度小电流传感器的研究 被引量：12
10
作者 包军 田建华 张秀阁 《继电器》 CSCD 北大核心 2002年第12期32-33,37,共3页
分析了零磁通电流互感器的原理 ,提出了一种用超微晶合金做铁芯 ,增加自适应动态电子电路 ,实现小电流传感器的“动态零磁通”
关键词 零磁通原理 高精度小电流传感器 误差 电磁耦合 电子电路
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瞬变电磁共中心零磁通线圈研制与试验 被引量：3
11
作者 胡雄武 陈人峻 +3 位作者 张平松 吴荣新 付茂如 周昊钰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期918-930,共13页
基于小尺度共中心线圈的瞬变电磁方法因施工便捷、快速且对低阻体敏感等优点,而被广泛应用于矿山、交通、水利等领域的工程地质探测。但理论与实践表明,该方法实测早延时信号明显失真,所计算的视电阻率值严重偏离实际,从而造成该方法对... 基于小尺度共中心线圈的瞬变电磁方法因施工便捷、快速且对低阻体敏感等优点,而被广泛应用于矿山、交通、水利等领域的工程地质探测。但理论与实践表明,该方法实测早延时信号明显失真,所计算的视电阻率值严重偏离实际,从而造成该方法对浅层地电信息的探测能力缺失,存在勘探盲区。为克服该技术缺陷,首先重建了共中心观测方式下仪器记录的瞬变场信号,基于理论分析研究了接收系统暂态过程和一次场对瞬变场观测信号的影响特征。结果表明,接收系统暂态过程和一次场是引起早延时数据失真的2个原因;与前者相比,后者对瞬变场有效分辨时间滞后的影响更大,为关键因素。同时指出在调制接收系统阻尼匹配情况下,进一步消除一次场干扰是减小勘探盲区的有效途径。基于此,考虑到发射线圈内、外磁场极性相反的特点,建立了共中心零磁通线圈的绕制方法,明确采用内、外接收线圈串联的方式可实现接收线圈内一次场总磁通量趋向于零(即零磁通);并通过公式推导,给出了内、外接收线圈匝数比的理论计算方法。现场试验结果表明:(1)内、外接收线圈匝数比的理论值较为可靠,但因线圈绕制存在误差,实际中还需结合线圈实测信号特征进行修正;(2)与中心线圈相比,所绕制的零磁通线圈受一次场干扰明显减小,瞬变场有效分辨时间大幅前移,早延时信号得到高度保真;在此基础上,通过增加内、外接收线圈匝数,可有效改善晚延时数据信噪比;(3)与中心线圈相比,零磁通线圈实测数据对试验区浅层地电信息的分辨能力明显增强,较好地解决了瞬变电磁方法存在浅层勘探盲区的技术难题,体现了零磁通线圈的可靠性和优越性,可为实际探测提供装备支撑。 展开更多
关键词 瞬变电磁法 零磁通线圈 互感 勘探盲区
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高精度零磁通电流传感器的研究 被引量：15
12
作者 张振洪 赵有俊 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2009年第10期52-54,57,共4页
普通电流传感器的测量精度只有3％～5％，难以满足高精度测量的需要。通过对电流传感器误差的分析，在普通电流传感器的基础上，加入电子线路动态跟踪铁芯中的激磁电流并进行补偿，使铁芯动态地达到“零磁通”状态。分析了加入电子补偿... 普通电流传感器的测量精度只有3％～5％，难以满足高精度测量的需要。通过对电流传感器误差的分析，在普通电流传感器的基础上，加入电子线路动态跟踪铁芯中的激磁电流并进行补偿，使铁芯动态地达到“零磁通”状态。分析了加入电子补偿线路后电流传感器的工作原理、电子线路的结构与线路中参数的确定方法，并对铁芯的材料、结构与屏蔽等做了分析。测试表明：电流传感器的精度得到了提高，补偿效果良好。 展开更多
关键词 电流传感器 零磁通 电子线路 补偿
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零磁通电流传感器的研制 被引量：4
13
作者 王伟杰 卫军 +1 位作者 赵学增 聂鹏 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2003年第8期24-26,共3页
对电流传感器的误差进行了分析,研制了一种用于高压电容性设备在线监测的穿心式高准确度微电流传感器。通过单片机系统,对激磁电流进行补偿,使传感器近似工作在"零磁通"状态。测试表明,补偿收到了良好的效果。
关键词 零磁通 电流传感器 单片机 激磁电流 补偿方法
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基于Simulink的零磁通微电流传感器的仿真与实验 被引量：3
14
作者 王文 吝伶艳 +1 位作者 乔记平 宋建成 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第9期1343-1347,共5页
根据零磁通补偿原理,基于Simulink平台建立了带有零磁通补偿的微电流传感器模型。为了快速准确地补偿微电流传感器的误差,提高微电流传感器的测量精度。该模型中的补偿单元采用有源与无源相结合的方法对对输出电流进行相位和幅值补偿。... 根据零磁通补偿原理,基于Simulink平台建立了带有零磁通补偿的微电流传感器模型。为了快速准确地补偿微电流传感器的误差,提高微电流传感器的测量精度。该模型中的补偿单元采用有源与无源相结合的方法对对输出电流进行相位和幅值补偿。通过对仿真结果的分析,证明了该模型的正确性和有效性。并根据模型研制出了一种零磁通微电流传感器,对其误差进行测量。结果表明利用该补偿方法时电流传感器在测量微安级到毫安级的工频电流时准确度可达到0.2级,且补偿方式方便快捷。 展开更多
关键词 微电流传感器 零磁通 有源补偿 无源补偿
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应用于高精度稳流电源的直流零磁通误差传感器 被引量：5
15
作者 程健 郝耀斗 张旌 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 2002年第3期250-252,共3页
研究了采用温度系数较低的坡莫合金材料制作的电流采样装置———直流零磁通误差传感器 ,简要分析了它的基本工作原理。该器件重 2 0 0 g ,功率损耗小于 1W ,无温度效应 ,结构简单 ,成本低廉。实测电源电流稳定度在 2 4h内≤ 1× 1 ... 研究了采用温度系数较低的坡莫合金材料制作的电流采样装置———直流零磁通误差传感器 ,简要分析了它的基本工作原理。该器件重 2 0 0 g ,功率损耗小于 1W ,无温度效应 ,结构简单 ,成本低廉。实测电源电流稳定度在 2 4h内≤ 1× 1 0 - 4。 展开更多
关键词 磁铁稳流电源 直流零磁通误差传感器 偶次谐波磁场 北京正负电子对撞机
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有源补偿零磁通电流传感器的研制 被引量：3
16
作者 臧殿红 康忠健 赵有俊 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2009年第6期56-57,66,共3页
普通电流传感器的测量准确度只有3%～5%,难以满足高精度测量的要求。通过对电流传感器的等值电路及其相量图的研究,得出初级电流到次级电流转换过程中存在的误差及其产生原因,并分析了传统误差补偿方法的局限性。在此基础上,通过对电子... 普通电流传感器的测量准确度只有3%～5%,难以满足高精度测量的要求。通过对电流传感器的等值电路及其相量图的研究,得出初级电流到次级电流转换过程中存在的误差及其产生原因,并分析了传统误差补偿方法的局限性。在此基础上,通过对电子补偿线路各个环节的设计,研制出一种利用有源电子线路跟踪激磁电流并进行补偿的小电流传感器,使其动态地接近"零磁通"状态。经测试可知,补偿起到了良好的效果,电流传感器的准确度明显提高,符合绝缘设备在线监测对电流传感器的要求。 展开更多
关键词 电流传感器 误差 补偿/零磁通 电子线路
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一种10kA零磁通霍尔电流传感器的设计与仿真 被引量：2
17
作者 邓晨 潘启军 +1 位作者 赵治华 张向明 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2015年第2期28-31,共4页
采用线圈分段绕制的方法,设计了一种10kA量程的零磁通霍尔电流传感器以及相应的驱动电路,有效地将驱动电压降为±15V,并利用电磁场仿真验证了线圈分段设计的可行性。同时,提出了铁芯线圈以及霍尔元件的等效电路仿真方法,并以此为基... 采用线圈分段绕制的方法,设计了一种10kA量程的零磁通霍尔电流传感器以及相应的驱动电路,有效地将驱动电压降为±15V,并利用电磁场仿真验证了线圈分段设计的可行性。同时,提出了铁芯线圈以及霍尔元件的等效电路仿真方法,并以此为基础在Multisim中搭建了零磁通霍尔传感器系统的电路仿真模型,通过对各种电流波形进行仿真验证,证明了该设计的合理性。 展开更多
关键词 零磁通霍尔电流传感器 线圈分段 电磁场仿真 电路设计 电路仿真
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零磁通直流电流传感器及其在电流标准源中的应用 被引量：6
18
作者 李莉 才滢 《宇航计测技术》 CSCD 2006年第5期37-40,共4页
介绍零磁通电流检测原理,探讨100A直流电流测量用传感器的设计方法,对该传感器在高精度直流电流标准源中的应用进行论述。
关键词 零磁通 电流检测 稳定度 标准源
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基于零磁通电流传感的自动电阻电桥设计 被引量：2
19
作者 王艳萍 鲁云峰 +1 位作者 迟宗涛 李阳 《计算机测量与控制》 2017年第9期258-261,共4页
因商用直流电流比较仪(DCC)精度高、结构复杂、成本高昂,基于商用零磁通电流传感器基础上研制了一套直流比较仪自动电阻电桥,以降低成本、满足电阻测量精度要求较低应用场合的需求;围绕零磁通电流传感器的原、副边线圈安匝平衡机制下,... 因商用直流电流比较仪(DCC)精度高、结构复杂、成本高昂,基于商用零磁通电流传感器基础上研制了一套直流比较仪自动电阻电桥,以降低成本、满足电阻测量精度要求较低应用场合的需求;围绕零磁通电流传感器的原、副边线圈安匝平衡机制下,其原、副边电流比例一定的特点,设计了自动电阻电桥电路;采用基于DSP的嵌入式数字电路实现系统控制和算法,使用自制且经过校准的24位AD采集电路读取电桥中电阻两端的压差信号,经实时处理及屏幕显示,最终得到被测电阻(Rx)和标准电阻值(Rs)的比例值;采用经校准过的标准电阻(Rs)对该电阻电桥100Ω:10Ω和10Ω:1Ω的比例进行校准,实验结果表明:该电阻电桥测量的比例准确度可达10^(-6)量级,测量的相对标准差为10^(-6)~10^(-7)量级。 展开更多
关键词 零磁通电流传感器 直流电流比较仪 电阻电桥 DSP控制器
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零磁通检测器中探头磁芯材料性能研究 被引量：2
20
作者 唐立军 卢宋林 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2003年第9期725-728,共4页
对不同种类的磁芯材料性能进行实验研究,结果表明高B_r/B_s超微晶的磁芯较适合作零磁通检测器的探头材料,这种材料检测灵敏度高,对调制频率及调制幅度变化的影响小,常温下几乎不受温度变化的影响,且在市场上容易得到。另外,高μ铁氧体... 对不同种类的磁芯材料性能进行实验研究,结果表明高B_r/B_s超微晶的磁芯较适合作零磁通检测器的探头材料,这种材料检测灵敏度高,对调制频率及调制幅度变化的影响小,常温下几乎不受温度变化的影响,且在市场上容易得到。另外,高μ铁氧体也可能适合作零磁通检测器的探头材料。 展开更多
关键词 零磁通检测器 超微晶 磁芯材料
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