直流大电流在电力系统和电解电化等行业有着广泛的应用,随着直流大电流的使用范围越来越广阔,对直流大电流计量装置的要求也越来越高。因此,研制具有更大的测量范围、更高的精度、更强的抗干扰能力的计量标准装置就具有了很迫切的要求。本文的科研课题是来源于于国家质检总局公益性行业科研专项——直流大电流计量标准装置的研究(编号10-107),其中的关键部分就是研制一台60KA直流大电流计量标准装置。通过研究直流大电流的多种测量方法,提出了基于磁调制式电流比较仪原理,且二次回路带有反馈绕组和偏置绕组两个回路,构成自动反馈系统。论文具体介绍了整个60KA直流大电流计量标准装置的硬件结构,包括磁调制器、反馈绕组回路、偏置绕组回路设计。重点讨论了反馈绕组回路,包括滤波环节、交流放大环节、相敏解调环节、直流放大环节和功率放大环节。偏置绕组回路主要讨论了功率放大环节,纹波抑制电路,以及为偏置绕组提供驱动的电源部分设计。在介绍了总体的硬件设计情况后,再深入分析了偏置绕组回路中的大功率线性放大器的关键技术问题。阐述了大功率线性放大器的电压、电流限制问题,以及大功率线性放大器的最大耗散功率,讨论了在偏置绕组回路中最后一极功率放大器件的选取,在初步选取大功率晶体管型号后,通过计算其最大耗散功率,求出器件在系统工作情况的热阻,并计算相应的温升,设置相应散热器和风扇。然后验证了大功率晶体管BUT34在本系统中能够在安全工作区内稳定的运行,不会发生二次击穿。论文讨论了在使用大功率线性放大器时,需要采取的必要保护措施,包括选取适当型号的限流电阻,以及在大功率晶体管的集电极和射极之间设置相应的保护二极管。通过MATLAB仿真实验,验证了系统的能够保证动态稳定工作,并仿真得到了系统的理论稳态误差,超过了硬件设计的要求,完全满足计量标准装置的精度条件。