高精度相位差式磁调制直流传感器的研究

发布时间：2024-05-08 01:08

　　近年来,随着新能源技术的迅速发展,电动汽车、光伏发电等直流系统也得到了广泛的应用。作为直流系统中不可或缺的计量、保护设备之一,直流传感器在测量直流漏电流、保护直流用电设备等方面发挥着不可替代的作用。因此,研发并设计稳定可靠的直流传感器具有很高的工程应用意义。现有的磁调制传感器磁芯多以硅钢片、铁氧体为主,而这些材料的初始磁导率较低,它们并非磁芯材料的最佳选择。本文选取强磁导率的坡莫合金作为磁调制直流传感器的磁芯材料,磁芯上绕有两个尺寸一样但方向相反的线圈,利用差分检测的方法降低传感器电路中因零点漂移造成的测量误差。该传感器基于相位差磁调制原理,通过检测输出电压的脉冲宽度变化量间接获取直流漏电流的信息,极大的提高了传感器的精确度和稳定性。然后,在仿真软件Pspice中分别建立了单线圈和双线圈结构的磁调制直流漏电流传感器模型。对两种情形下的仿真波形和脉宽数据进行分析比较,结果表明,双线圈结构的磁调制传感器具有更高的线性度,证明了采用双线圈的方案来克服零点漂移是正确的。最后,对磁调制传感器的硬件部分和软件部分分别进行了设计。传感器的主控芯片采用高性能的STM32单片机,并用KeilμVisio...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1霍尔效应原理图

上海应用技术大学硕士学位论文第3页限。1.2.3霍尔电流传感器研究现状霍尔电流传感器是基于霍尔效应原理生产出来的电流传感器。本质上霍尔效应属于电磁效应，称之为霍尔效应的原因在于它最早是由美国物理学家霍尔在探索金属导电规律时发现的。后来，科学家们又发现这一现象同样也会出现在半导体中....

图2.11J79坡莫合金棒Fig.2.11J79Permalloyrod

韬皖训仍?鼗竦昧擞捕取⒌缱杪屎痛诺悸示?细摺⑺鸷慕系偷暮辖穑?鸾シ⒄钩?为一种应用最广泛、品种最齐全、产品类型最多的软磁合金[17-20]。坡莫合金具有优良的软磁性能，初始磁导率和最大磁导率均非常高，矫顽力和剩磁均较低。合金的生产过程较繁杂，最后的磁性能会受到诸如退火温度、板材轧....

图2.2B-H磁化曲线

第8页上海应用技术大学硕士学位论文保护开关以及电流传感器的铁芯，如图2.1所示为由1J79坡莫合金制成的金属棒；1J85具有极高的初始磁导率（105以上），适合制作高低频的输入输出变压器、高精度的电流传感器和共模电感等。2.2磁芯材料特性分析根据磁特性的不同，介质可以划分为两大类....

图2.3磁滞回线示意图

同的磁化曲线，饱和磁感应强度B也不尽相同。但对于同一种磁芯材料，其饱和磁感应强度B是不变的。继续分析图2.2，在C点之后，磁芯由于已经到达磁饱和状态，无论再怎么增加磁场强度H，磁感应强度B也不会再增加。此时，如果减小磁场强度H，按照惯性思维，磁感应强度B应该会按照原来曲线的变化趋....

本文编号：3967265