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闭环霍尔方案以及磁通门方案——电流传感器(二)

2020.10.19

具体地,在结构上同样有原边待测电流Ip(母线中电流),副边反馈电流Is(副边线圈中),同样地,只要让气隙中的总磁通量为0,根据下式可以计算出Ip:

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此方案的原理框图如下(来源于LEM官网),前面我们知道了计算电流Ip的方法,即调节副边电流Is,使得气隙处的总磁通量为0,即可得出Ip;那么,我们怎么实时检测气隙处的磁通量,然后调节磁通量为0呢?

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这里在气隙处应用了可饱和电感作为探头来识别气隙处的磁通量(下图来源于LEM官网),它是由磁芯与线圈组成的电感探头。

wx_article_20200812220410_C7eADr.jpg

进一步地,气隙处的磁通量大小会影响这个探头的电感量(探头的电感量是受外部磁场影响而变化的),我们只要区别出磁通量为0时的电感大小与磁通量不为0时的电感大小即可。

wx_article_20200812220410_0ILVvm.jpg

那么怎么来识别不同磁通量下的电感大小呢?

一种方案是,在电感探头的线圈中通过一个电流Isi(两端施加一个电压源u(t)),它产生的磁通与外部气隙的总磁通(包括了IpIs二者引起的磁通)叠加后作用于电感探头的磁芯上,这个累加后的磁通量会影响电感探头的感量,而电感量与电流大小又相关,所以只要知道Isi的电流怎么受到气隙处的磁通影响就OK了。

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省略中间的一些理论性的分析过程,当气隙处的总磁通量为0时,电感探头中的电流如下图,其中虚线代表施加在探头两端的方波电压u(t),实线为电流值i(t)。

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当气隙处的总磁通量不为0时,电感探头中的电流波形如下图:所以我们通过检测这个电流值,就可以等效判断出气隙处的总磁通量是否为0,然后通过调整副边线圈中的电流Is,来使得气隙处的总磁通量为0。

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总结:

在分析过程中可能省略了一些过程的推导,但整个表述的逻辑是严谨的,大家可以自行查找一下更深入的解释;以上所有,仅供参考。


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