准数字自激振荡磁通门电流传感器的研究

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电力电子技术是国民经济和国家安全领域的重要支撑技术,是工业化和信息化融合的重要手段。直流电流的快速精确检测是电力电子技术的一项重要研究领域。而在直流电流测量中磁通门电流传感器因其突出的特点引起了研究人员的关注,基于开环配置的磁通门电流传感器结构简单,但其精度较低;而闭环磁通门电流传感器可以提高测量精度,但其结构复杂。针对上述问题,本文提出一种基于开环配置的准数字自激振荡磁通门电流传感器的测量方法,建立了精确的数学模型以描述测量方法的基本特性,并进一步给出传感器的设计准则,制作了传感器样机,进行了实验验证;另外,本文提出一种新型自驱动磁通门电流传感器,所提出的传感器不需要悬浮驱动,降低了电路的复杂性,建立了传感器的数学模型,制作了实验样机,进行了实验验证。具体工作如下:1.提出了一种开环配置的新型准数字自激振荡磁通门电流传感器。(1)本文所提出的传感器与传统的基于平均电流模型的开环自激磁通门传感器相比,不需要低通滤波器,连接到数字系统时,不需要A/D转换器。建立了电流传感器的数学模型,利用该模型能够将传感器的测量范围扩展到非线性区域,拓宽了测量范围,提高了测量的准确度;所提出的测量方法基于开环配置,但测量精度接近传统闭环自激振荡磁通门技术。(2)基于所建立的传感器数学模型给出了传感器灵敏度、稳定度和分辨率等特性的计算公式,并进一步给出了传感器的设计准则。(3)制作了传感器的样机,实验结果验证了数学模型的准确性和设计方法的合理性。2.提出了一种新型自驱动磁通门电流传感器。(1)本文提出了一种新型自驱动自激振荡磁通门电流传感器,该传感器采用新型数学模型和激磁电路,并具有准数字的特点。所提出传感器的激励电路采用了自驱动型全桥逆变电路,不需要悬浮驱动,降低了电路的复杂性;不存在驱动延时,不需要设置死区时间,减小了由驱动延时引起的测量误差。(2)建立了传感器的数学模型,较之平均电流模型,该模型更加准确;制作了样机,实验结果验证了数学模型的准确性。(3)实验结果表明,较之传统单磁芯结构的开环自激磁通门电流传感器,该传感器无需校正已具有良好的测量精度。
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