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（b）根據式（2－33）選取低磁飽和強度BS，降低鐵芯C1截面面積或增大激磁繞組匝數N1，可有效降低鐵芯C1激磁飽和電流閾值Ith，以便于滿足假設1、3中Ith<

傳統的電流互感器或交流比較儀，當一次電流為交直流混合電流時，一次電流中的 直流分量并不適用于電磁感應原理， 因此全部的直流分量用于鐵芯勵磁，致使鐵芯進入 飽和區， 此時電流互感器二次側電流出現畸變， 導致一二次安匝失去平衡，交流誤差顯 著增大。非線性鐵芯材料在直流分量下均會產生磁飽和問題，為了實現交直流電流 測量， 需對一次電流中直流分量在鐵芯中產生的直流磁勢進行補償， 平衡鐵芯中直流磁 勢使鐵芯磁飽和問題得到解決， 此時交流比較儀部分可實現交流精密測量[38] 。因此，實 現交直流電流精密測量的關鍵就是構建一二次交直流磁勢平衡，通過磁勢閉環實現主鐵 芯零磁通工作狀態。而傳統自激...

直流分量直接影響電網中電力設備如電流互感器、變壓器等正常運行，國內外集中研究了直流分量產生的原因及其對電流互感器計量性能的影響，直流分量下交流測量新方法等。國外對于電網中直流分量對電力設備影響相關的研究較早，早期是美國教授J.G.Kappman等重點研究了中性點直接接地系統中地磁感應電流。研究發現在地磁暴感應準直流影響下，電磁式電流互感器二次側電流畸變，誤差明顯增大；當變比較大或負荷電流較小時，互感器受直流分量影響較小。這種滯后現象會導致鐵磁性材料中的磁場難以迅速變化，從而對外部磁場的干擾產生抵抗力。寧波動力電池測試電流傳感器精確的電流檢測是保證電源性能及其安全可靠運行的必要條件。目前多種電流...

誤差控制電路由PI環節構成，其直流開環增益越大越好，同時要求所選擇運算放大器失調電壓小，單位增益帶寬大，選用OP27G高精密運放。誤差控制電路輸出直接連接PA功率放大電路，以驅動其輸出反饋電流IF。常見的功率放大電路包括集成功率放大電路以及三極管等功率器件搭建的A類，B類，AB類，D類，H類功率放大電路[9,50]。在基于磁通門原理的直流電流測量的類似方案中，為了通過降低功率放大電路的功耗以改善整個系統的運行功耗，D類功率放大電路，H類功率放大電路常有出現，但該類功率放大電路輸出紋波較大，因此對反饋電流中交直流測量帶來誤差。為了減小功率放大電路環節的輸出紋波，本文選擇了傳統AB類功率放大電路，...

導致正半周波自激振蕩過程將不會在原時刻進入飽和區， 而是略有延后，即鐵芯 C1 工作點將滯后進入正向飽和區 B；而在正向飽和區 B 及負向 飽和區 C 中，激磁電流峰值仍然滿足 I+m=-I-m=Im=ρVOH/RS，且非線性電感時間常數未發 生變化， 因此鐵芯 C1 飽和區自激振蕩階段， 激磁電流由 I+th1 正向增大至 I+m 的時間間隔 減小， 而激磁電流由 I-th1 負向增大至 I-m 的時間間隔增大。 由上述分析可知， 測量負向直 流時鐵芯工作點的特征為：鐵芯 C1 工作在正向飽和區 B 的時間小于于鐵芯 C1 工作在負 向飽和區 C 的時間，使激磁電流 iex 波形上出現了正...

輸入端各個繞組與輸出端 繞組之間會相互影響，其中在輸出端產生的感應紋波電流將會直接影響終測量結果， 這是單鐵芯式結構自激振蕩磁通門傳感器閉環交直流電流測量的誤差來源之一。因此本 文設計的交直流傳感器為了抑制上述電磁感應產生的噪聲， 在原有自激振蕩磁通門傳感 器基礎上增加環形鐵芯 C2 ，激磁繞組 W2 及反相放大器 U2 構成雙鐵芯式自激振蕩磁通 門傳感器結構用于解決電磁感應噪聲問題。通過對各個鐵芯磁勢平衡方程的分析， 本文的新結構雙鐵芯式自激振蕩磁通門傳感 器作為零磁通交直流檢測器在新型交直流電流傳感器中性能優于原單鐵芯結構自激振 蕩磁通門傳感器。這種滯后現象會導致鐵磁性材料中的磁場難以迅速...

無錫納吉伏公司基于自激振蕩磁通門技術并結合傳統電流比較儀結構設計了新型交直流電流傳感器，介紹了其系統組成及工作原理。通過分析新型交直流傳感器的誤差來源，對傳統自激振蕩磁通門傳感器進行改進，提出了本文方案中基于雙鐵芯結構自激振蕩磁通門傳感器的交直流檢測器，同時也對解調電路進行了相關優化改進。并結合自動控制理論建立了新型交直流電流傳感器的交直流穩態誤差模型，明確了影響新型交直流傳感器穩態測量誤差的各項因素，為設計新型交直流傳感器提供理論依據及參考方向。依據上述理論研究，設計了高線性度與靈敏度的交直流電流檢測器，依據誤差抑制方法及優化設計原則對其信號處理電路、電流反饋電路、終端測量電阻和電磁屏蔽進行...

零磁通交直流檢測器的信號處理電路主要包括低通濾波器LPF及高通濾波器HPF以及環形鐵芯C2及反相放大器U2及采樣電阻RS2的相關設計。保證環形鐵芯C1與環形鐵芯C2的對稱性以及激磁電流iex1與激磁電流iex2的對稱性是系統達到零磁通閉環測量的重要條件，因此環形鐵芯C2與環形鐵芯C1磁性參數及幾何參數完全相同，其上繞制激磁繞組W2匝數N2=N1。采樣電阻RS2選取與采樣電阻RS1同阻值、同型號電阻。反相放大器U2選擇與比較放大器U1相同型號規格的運算放大器，但在電路上構成單位比例反相放大器，其輸出端串接激磁繞組W2及采樣電阻RS2。低通濾波器LPF及高通濾波器HPF的實現方法很多。常見的濾波器...

零磁通交直流檢測器的信號處理電路主要包括低通濾波器LPF及高通濾波器HPF以及環形鐵芯C2及反相放大器U2及采樣電阻RS2的相關設計。保證環形鐵芯C1與環形鐵芯C2的對稱性以及激磁電流iex1與激磁電流iex2的對稱性是系統達到零磁通閉環測量的重要條件，因此環形鐵芯C2與環形鐵芯C1磁性參數及幾何參數完全相同，其上繞制激磁繞組W2匝數N2=N1。采樣電阻RS2選取與采樣電阻RS1同阻值、同型號電阻。反相放大器U2選擇與比較放大器U1相同型號規格的運算放大器，但在電路上構成單位比例反相放大器，其輸出端串接激磁繞組W2及采樣電阻RS2。低通濾波器LPF及高通濾波器HPF的實現方法很多。常見的濾波器...

當測量交直流電流時，環形鐵芯C1處于正向激磁狀態，在采樣電阻RS1上將產生正比于一次交直流電流的有用低頻信號VL1，包括直流分量信號Vdc及工頻交流信號Vfac，同時也會產生高頻無用交流分量VH1。由于環形鐵芯C2激磁狀態與鐵芯C1完全相反，因此在采樣電阻RS2上可以檢測到反向的低頻信號VL2及反向的無用交流分量VH2。對于環形鐵芯C2而言，其與環形鐵芯C1反相端支路對稱，而缺少正向端電路部分，因此環形鐵芯C2在振蕩過程中激磁電流的平均電流與一次側交直流電流線性關系較差，低頻信號VL2為無用低頻信號。根據上述分析，可以得到合成信號VR12表達式如下：VR12=VR+VR=VL1+(VH1+VH...

t5時刻起鐵芯C1工作點進入負向飽和區C,此時激磁感抗ZL迅速變小，因此t5～t6期間，激磁電流iex迅速反向增大，當激磁電流iex達到反向充電電流-I-m=ρVOH/RS時，電路環路增益|ρAv|>>1滿足振蕩電路起振條件，方波激磁電壓發生反轉，輸出電壓由反向峰值電壓VOL變為正向峰值電壓VOH。即t6時刻，VO=VOH。t6時刻起鐵芯C1工作點由負向飽和區C開始向線性區A移動，在t6～t7期間，鐵芯C1仍工作于負向飽和區C，激磁感抗ZL變小，而輸出方波電壓變為正向此時加在非線性電感L上反向端電壓V-=-ρVOH，產生的充電電流為正向，與激磁電流iex方向相反，12因此非線性電感L開始正向充...

PCS是儲能系統中電池與電網之間的橋梁，通過監控與調度系統的調配，實施有效和安全的儲能和放電管理。在儲能模式下，PCS將電網的交流電轉變為直流電給電池組充電，而在并網發電模式下，PCS將電池的直流電轉變為交流電進行并網發電。因此，PCS需要具備以下特性： 可以雙向工作，既可工作在逆變模式，也可工作在整流模式； 正常工作時，電流波形呈現正弦波形，盡可能地不向電網注入直流分量以及低頻諧波； 有功功率和無功功率可以大范圍地調節。通過測量電流，可以了解電路中的能量消耗、電阻、電容和電感等參數。溫州車規級電流傳感器廠家現貨設計的交直流電流檢測器，激磁繞組W1匝數N1為175匝，穩壓后激磁方波電壓為±5...

設計的交直流電流檢測器，激磁繞組W1匝數N1為175匝，穩壓后激磁方波電壓為±5V，根據式（4－3）及表4－2中鐵芯參數可計算交直流電流檢測器激磁頻率為129Hz，滿足檢測帶寬要求。采樣電阻RS1的穩定性及精度直接影響零磁通交直流檢測器測量結果的準確度，而且采樣電阻阻值也直接影響零磁通交直流檢測器的線性度。當RS1取值較大時，零磁通交直流檢測器的靈敏度增大，而激磁電流峰值Im必然會減小，鐵芯進入飽和狀態的程度減弱，終將降低零磁通交直流檢測器的線性度。而RS1取值較小時，激磁電流峰值Im必然會增大，則對選用的比較放大器U1其帶載能力提出更高要求，且此時激磁電流增大，則基于電磁感應原理激磁繞組對反...

已知交流工頻為f=50Hz，假設自激振蕩磁通門電路激磁電壓頻率fex>>f，且為50Hz的整數倍，即滿足fex=kf(k為整數)。設一次電流中交流分量為iac，直流分量為Id。此時可以將一次電流iP表示為為：iP(t)=iac(t)+Id（2－35）由于激磁電壓頻率遠大于一次交流頻率，因此可以將一次交流在每個極短的激磁電壓周期內，看作緩慢變化的直流信號。假設按照自激振蕩磁通門電路頻率fex將一次電流ip進行分段，共分為k段，并取每段取間的電流左端點值作為該段區間電流值，則在分段區間內可將一次電流ip表示為：iP(t)=iac(t1k)+Id,t1k

傳統的電流互感器或交流比較儀，當一次電流為交直流混合電流時，一次電流中的 直流分量并不適用于電磁感應原理， 因此全部的直流分量用于鐵芯勵磁，致使鐵芯進入 飽和區， 此時電流互感器二次側電流出現畸變， 導致一二次安匝失去平衡，交流誤差顯 著增大。非線性鐵芯材料在直流分量下均會產生磁飽和問題，為了實現交直流電流 測量， 需對一次電流中直流分量在鐵芯中產生的直流磁勢進行補償， 平衡鐵芯中直流磁 勢使鐵芯磁飽和問題得到解決， 此時交流比較儀部分可實現交流精密測量[38] 。因此，實 現交直流電流精密測量的關鍵就是構建一二次交直流磁勢平衡，通過磁勢閉環實現主鐵 芯零磁通工作狀態。而傳統自激...

G1為基于雙鐵芯結構的交直流零磁通檢測器的傳遞函數，G2為PI比例積分放大電路的傳遞函數，G3為PA功率放大電路的傳遞函數，G4為電流反饋模塊的傳遞函數，G5為感應紋波噪聲傳遞函數，NF為負反饋環節傳遞函數。根據圖3－3，由自動控制系統相關理論，可得反饋繞組中反饋電流IF與一次繞組中一次電流IP之間的傳遞函數為：IS(s)IP(s)NPG1G2G3G4+NPG4G51+NFG1G2G3G4（3－12）交直流零磁通檢測器輸入信號為一次繞組WP與反饋繞組WF在鐵芯C1及C2中的磁勢之差，終輸出信號為合成電壓信號VR12。根據上述關系，可推導交直流直流零磁通檢測器的傳遞函數G1為：G1=SD==-（...

國外關于直流分量對電力變壓器影響研究頗多，直流分量的存在對于電力變壓器鐵芯的影響與電磁式電流互感器影響關注點略有不同，直流分量會導致電力變壓器鐵芯及其附近產生溫升，同時在設備殼體監測到振動現象，均嚴重危害其正常運行。1989年，更是由于地磁感應直流導致電網變壓器工作失衡，在加拿大魁北克地區造成電力系統失穩，隨后出現電網崩潰。在直流分量對鐵芯磁化程度對于電流互感器計量性能影響方面，捷克理工大學的 Karel Draxler 等人利用交直流電源作為信號源，通過羅氏線圈作為標準互感器輸出標準信號，被測電磁式互感器輸出作為被檢信號，使用可變負載的電力電子模塊作為被測互感器的負載，探究了直流分量大小以及...

t3時刻起鐵芯C1工作點回移至線性區A，非線性電感L仍繼續放電，此時激磁感抗ZL較大，激磁電流緩慢由I+th繼續降低，直至在t4時刻降為0。0～t4期間，構成了激磁電流iex的正半周波TP。t4時刻起鐵芯C1工作點開始由線性區A先負向飽和區B移動，在t4～t5期間，鐵芯C1仍工作于線性區A，此時輸出方波激磁電壓仍為VO=VOL，因此電路開始對非線性電感L反向充電，此時激磁感抗ZL未變，激磁電流iex開始由0反向緩慢增大，一直增長至反向激磁電流閾值I-th。通過持續振蕩的激勵磁場，磁通門傳感器有效地降低了被測導體中的磁滯效應。重慶芯片式電流傳感器供應商充電至t1時刻后，由于鐵芯C1飽和，激磁感抗...

當閉環零磁通交直流電流測量系統正常運行時， 環形鐵芯 C1 由比較放大器 U1 進行方波激磁，而環形鐵芯 C2 通過反相放大器 U2 進行方波激磁。反 相放大器 U2 為反相單比例放大器，因此環形鐵芯 C1 與環形鐵芯 C2 激磁電流幅值相同 而相位完全相反， 因此環形鐵芯 C1 與環形鐵芯 C2 工作在完全相反的激磁狀態。 同時當 一次繞組中電流與反饋繞組電流磁勢不平衡時，將在電流檢測模塊的采樣電阻 RS1 上檢 測出與一二次磁勢之差成正比的交直流采樣電壓信號 VRS1 ，VRS1 中直流分量大小與一二 次直流磁勢之差成正比， VRS1 中交流分量大小與一二次交流磁勢之差成正比， 而方向與 ...

為了降低直流分量對電能計量的影響及避免直流分量對交流電力設備造成損害，在 不影響交流測量精度的同時，能對直流分量進行監測，是智能配網對新一代電流測量設 備的新需求。中國電網公司在 2016 年 9 月，其運維檢修部門組織編寫了《10kV 一體化 柱上變電和配電一二次成套設備典型設計及檢測規范》，提出適合我國配電網的一體化 配電成套設備的概念，而配網設備中一二次融合傳感器技術是配網自動化設備的很重要的環 節之一，因此開展一二次融合下電流傳感器技術研究迫在眉睫。磁通門電流傳感器確實具有很強的抗干擾能力。這種傳感器的原理是通過對磁通量的測量來間接測量電流。嘉興循環測試電流傳感器廠家直銷其中一次繞組 ...

由于高頻大功率電力電子設備應用的增加，這些設備中可能會產生交直流復合的復雜電流波形，包含直流、低頻交流和高達幾十千赫茲以上的高頻成分。高頻電力電子系統的實現依賴于整流、逆變、濾波等環節，逆變器的作用在系統中尤其重要。逆變器的拓撲結構有以下幾種形式：帶工頻變壓器的逆變器、帶高頻變壓器的逆變器和無變壓器的逆變器三種基本形式。將隔離變壓器置于逆變器和輸入電路之間，可實現前后級電路的電氣隔離，防止直流電流分量注入到后級電路中。但是這樣會造成變壓器本身損耗增大，效率明顯降低，而且由于變壓器的加入提高了系統整體成本，增大了電路體積。無變壓器型逆變器則由于其成本較帶變壓器型明顯降低，效率得到提高而越來越受到...

t7時刻起鐵芯C1工作點回移至線性區A，非線性電感L仍繼續充電，此時激磁感抗ZL較大，激磁電流iex緩慢由I-th繼續增大，直至在t8時刻增大為0。t5～t8期間，構成了激磁電流iex的負半周波TN。至此0～t8期間構成了RL自激振蕩電路一個完整的周波，通過上述分析可知，在一個完整的振蕩周期內，激磁鐵芯C1工作點在線性區A、正向飽和區B及負向飽和區C之間，由A→B→A→C→A來回振蕩。就物理本質而言，磁通門傳感器正是利用磁性材料非線性的特點，完成了自激振蕩的起振過程[16]。這同時也表明，在使用自激振蕩磁通門傳感器時，需要滿足正負大充電電流Im大于鐵芯C1激磁電流閾值Ith的約束條件，即自激振...

磁通門電流傳感器是一種基于磁調制原理的高精度電流傳感器，具有以下優點： 高精度測量：磁通門電流傳感器能夠準確測量直流、交流和脈沖等復雜信號的電流值，測量范圍寬，精度高，過載能力強。 快速響應：磁通門電流傳感器具有快速的響應時間，能夠及時響應并測量電流的變化。 寬電流測量范圍：磁通門電流傳感器的測量范圍較寬，可以適應不同電流值的測量需求。 抗干擾能力強：磁通門電流傳感器具有抗電磁干擾的能力，能夠在復雜的環境中穩定工作。 線性好：磁通門電流傳感器的輸出信號與輸入電流成線性關系，方便進行信號處理和計算。為保證磁通門能夠處于零磁通狀態，磁通門電路常應用閉環系統。濟南動力電池測試電流傳感器發展現狀零磁...

其中一次繞組 WP 中流過一次電流為 IP ，匝數為 NP 。一次電流繞組穿過環形鐵芯 C1 及 C2 的中心，鐵芯 C1 上均勻繞制有匝數為 N1 的激磁繞組 W1 ，鐵芯 C2 上均勻繞制 有匝數為 N2 的激磁繞組 W2 。同時環形鐵芯 C1 及 C2 上同時均勻纏繞有匝數為 NF 的反 饋繞組 WF 。反饋繞組 WF 中串接終端測量電阻 RM 。其中新型交直流電流傳感器的電流 檢測模塊即零磁通交直流檢測器包括環形鐵芯C1 和C2、比較放大器U1、反向放大器U2 、 采樣電阻 RS1 、分壓電阻 R1 和 R2 。低通濾波器 LPF 及高通濾波器 HPF 構成新型交直流 電流傳感器...

激磁電壓信號Vex在一個周波內表達式為：(|Vout,0

無錫納吉伏研制的新型交直流測量傳感器包括電流檢測、信號解調、誤差控制、電流反饋等多個模塊，可建立基于各模塊的系統誤差模型和誤差傳遞函數，為各個模塊參數優化設計及進一步減小系統穩態測量誤差提供理論依據。首先對各模塊進行數學建模，其中電流檢測模塊包含兩個非線性環形鐵芯，環形鐵芯C1與C2始終工作在完全相反的激磁狀態，而環形鐵芯C1與C2材料參數一致，電路參數也保持一致，若從系統的觀點將兩個鐵芯看做一個整體，當系統穩定時雖然單個鐵芯的工作狀態相反，但整體上看兩者均工作在零磁通狀態下，也就是說當系統達到穩態，此時雖然鐵芯C1和C2分別都是非線性磁性元件，而整體上激磁磁通為0，整體可以看作工作在線性區的...

誤差控制電路由PI環節構成，其直流開環增益越大越好，同時要求所選擇運算放大器失調電壓小，單位增益帶寬大，選用OP27G高精密運放。誤差控制電路輸出直接連接PA功率放大電路，以驅動其輸出反饋電流IF。常見的功率放大電路包括集成功率放大電路以及三極管等功率器件搭建的A類，B類，AB類，D類，H類功率放大電路[9,50]。在基于磁通門原理的直流電流測量的類似方案中，為了通過降低功率放大電路的功耗以改善整個系統的運行功耗，D類功率放大電路，H類功率放大電路常有出現，但該類功率放大電路輸出紋波較大，因此對反饋電流中交直流測量帶來誤差。為了減小功率放大電路環節的輸出紋波，本文選擇了傳統AB類功率放大電路，...

除了上述環節，一次繞組WP由于電磁感應效應在反饋繞組WF上將產生感應電流，該過程輸入信號為一次電流IP，輸出信號為反饋繞組的激磁感抗jwLF上產生的感應電壓。根據上述關系及圖示電流參考方向，G5傳遞函數可表示為：G5=ZFNP=jwLFNP=jwμ0μeN2F(2Sc)NPNFNFlcNF此外系統的負反饋信號為反饋繞組WF在合成鐵芯C12中產生的反向磁勢，因此在圖3－2中負反饋環節傳遞函數直接用反饋繞組匝數NF表示。根據電流傳感器比例誤差ε定義及式（3-12）可得：ε=N(N)P(F)I(I)P(S)一IP=1+G(N)1G2G3G4(FG4G5一)N(1)F（3－18）將式（3－13）至（3...

當激磁電壓頻率遠大于被測工頻交流電流頻率即fex>>f 時， 每 個激磁電壓周波內可以將被測交直流電流看作近似直流分量通過式（2－39）表示。該方 法類似于對低頻交流分量， 通過高頻的激磁電壓進行調制。在每一個調制周期內， 自激 振蕩磁通門法都可以將被測電流的量值大小及方向， 準確反映在激磁電流波形中。不同 于直流測量時通過分析單個激磁電壓周期內激磁電流平均值即可獲取正比于直流分量 大小的電壓信號，當進行交流測量或交直流電流測量， 則需要分析大于或等于一個交流 信號周期的激磁電流信號獲取交流及交直流測量結果。只要磁芯磁導率隨激勵磁場強度變化，感應電勢中就會出現隨環境磁場強度變化的偶次諧波增量。...

高頻電力電子裝置無論是應用于工業礦產中的電動機車，在風機水泵的交流調速，還是新能源發電中的風電并網轉換技術以及對多余能量的存儲和使用等多個方面，都需要在復雜環境下對電流進行檢測，因此對電流傳感器的溫度特性及精確度的要求較高。隨著電力電子高頻化的進一步發展，可以在高溫環境下測量復雜電流波形的電流傳感器的研制具有很大的價值和應用潛力。目前存在的電流檢測技術和方法有很多，根據測量方法和方式的不同，電流傳感器可分為非隔離式與電隔離式兩種。非隔離式主要是指分流電阻。電隔離式主要包括 霍爾電流傳感器(Hall-transducer)，羅氏線圈(Rogowski Coil)，電流互感器(Current tr...