CN100520417C - 测量电流的检测器电路 - Google Patents

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Abstract

一种测量相对强电流的检测器电路，包括：主电流互感器(1)和两个基本相同的辅助电流互感器(2、3)，这里的主电流(I1)在所述主电流互感器(1)中引起磁动势，所述磁动势被补偿电流(i1)引起的磁动势抵消，与此同时，两个辅助电流互感器(2、3)凭借方波/调制信号以反相被磁化。此外，检测器电路还包括为补偿电流(i1)产生调整信号的同步整流器。按照本发明，补偿电流被用于测量围绕主互感器以及辅助互感器的公共绕组(L3)中的电流，与此同时，使用辅助互感器之间电压差的形状中可能的误差信号，借助负反馈环路调整补偿电流(i1)。

Description

测量电流的检测器电路
技术领域
本发明涉及一种测量电流的检测器电路，该电路包括：主电流互感器和两个基本相同的辅助电流互感器，这里的主电流在所述主电流互感器中引起磁动势，所述磁动势被补偿电流引起的磁动势抵消，与此同时，两个辅助电流互感器借助调制信号以反相被磁化，这里的电路包括为补偿电流产生调整信号的同步整流器。
背景技术
丹麦专利No.149238公开一种零通量电流互感器，为粒子加速器中的电磁铁测量电流。因为涉及非常高的电流值，即数百安培，所以有利地把主电流转换为易于处理的较弱测量电流，然后使之通过测量电阻器。结果是，在测量电阻器上的电压降，是主电流的测量表示值。
已知的零通量电流互感器，是用二次谐波磁调制器与磁积分器组合形成的。在原理上，磁积分器包括铁磁材料的环形铁芯，所述环形铁芯设有主绕组、副绕组、和感测绕组。感测绕组与驱动副绕组电流通过测量电阻器的放大器入口端通信。因此，环形铁芯中的交变磁通在感测绕组中引起电压，该电压影响放大器的方式是，所述放大器产生抵消主电流引起的通量变化的补偿电流。结果，流过主绕组的电流产生的磁动势，被通过副绕组的电流产生的磁动势，以主绕组的电流值与副绕组的电流值之间存在特定关系的方式均衡。
但是，磁积分器不能处理DC和非常低的频率，为此需要一种分离电路实施该功能。这种电路由磁调制器形成，磁调制器包括两个相同地卷绕的环形铁芯和驱动器电路。环形铁芯被驱动进入饱和，并在均衡零通量的平衡点上，电流曲线相对于零是对称的。结果，均衡谐波的含量为零。因此，能够或者借助窗口比较器/Schmitt触发器，使用直接、对称的检测，或者使用二次谐波检测器，该二次谐波检测器，使用给出调制信号倍频的电流信号的同步整流。在两种情形中，获得的输出信号，在主和副安培绕组数之间的平衡点上是零。安培绕组数中的不平衡，导致振幅和极性依赖于所述不平衡度和极性的电压。一个铁芯足够用于实现后一种检测器的功能，但为了防止补偿电流抑制检测和为了防止调制信号与磁积分器在磁耦合时发生干扰，需要两个反相的铁芯。
此外，丹麦专利申请No.PA2003 01752，公开一种上述类型的检测器电路。但是，其中说明的电路相对地复杂。
发明内容
因此，本发明的一个目的，是提供一种测量相对强电流的电路，它要比以前已知的更简单。
按照本发明，一种上述类型的检测器电路的特征在于，用补偿电流测量围绕主互感器和辅助互感器的公共绕组中的电流，与此同时，使用辅助互感器之间可能的误差信号，调整补偿电流，提供自动地试图建立平衡的负反馈环路。
此外，按照本发明，该误差信号可以是互感器之间可能的电压差。
按照特别优良的实施例，主电流互感器紧靠辅助互感器放置，以便能包围辅助互感器。
附图说明
下面参照附图详细解释本发明，附图有
图1画出按照本发明的测量相对强电流的检测器电路，
图2画出检测器电路一个具体的实施例，该电路没有画出补偿绕组和AC拾波绕组，和
图3画出有补偿绕组和AC拾波绕组的检测器电路。
具体实施方式
图1和2中所示测量相对强电流的检测器电路，包括环形形状的主互感器1和两个基本相同的环形形状的辅助电流互感器2、3，该主互感器1包围主电流在其中流动的导体，该两个辅助电流互感器2、3也包围主电流I1在其中流动的导体。三个环形形状互感器铁芯以补偿绕组L3卷绕。这样，流过三个环形形状铁芯1、2、3的主电流I1，使补偿电流i1在补偿绕组L3中流动，所述补偿电流i1试图抵消主电流I1引起的磁动势。与此同时，借助从平衡驱动发出的调制信号，使两个辅助互感器2、3反相磁化，该调制信号例如以方波信号形式，频率f例如为10kHz，它是通过降低有两倍频率2f的信号而出现的。该调制信号被辅助互感器之一的辅助互感器3，直接引向绕组L2，并被倒相送至辅助互感器2的绕组L1，这样使两个互感器2、3以反相被调制。铁芯2、3被驱动进入饱和，并在平衡点上，信号曲线相对于零是对称的。结果，均衡谐波的含量为零。因此，能够借助二次谐波检测器，使用直接、对称的检测，该二次谐波检测器，使用给出调制信号f倍频2f的信号的同步整流。在不平衡的情形中，以信号电压的形状产生误差信号，它的振幅和极性依赖于不平衡的大小和极性。借助反馈环路，能够用后者的信号电压，调整补偿电流I1。此外，检测器电路装备了围绕所有三个铁芯1、2、3卷绕的AC拾波绕组L5。因为它围绕铁芯1卷绕，所以它能检测频率超过1Hz的AC电流并借助有负反馈的附加电路，对此进行补偿。绕组L5还包围铁芯2和3的事实，借助负反馈，进一步导致对铁芯1和2之间可能的差的一些补偿。虽然如此，但在一定程度上，补偿铁芯1和2之间可能的差，是为了它们应尽可能地均衡，因为可能的差可以导致测量结果中和要测量的主电流中的噪声。
从物理上说，铁芯1放置在铁芯2和3的附近，且铁芯1能够可供选择地包围铁芯2和铁芯3。
此外，检测器电路包括一个或多个电容器，以便补偿可能的DC不平衡。

Claims (7)

1.一种测量电流的检测器电路，包括主电流互感器(1)和两个相同的辅助电流互感器(2、3)，其中主电流I1在所述主电流互感器(1)中引起磁动势，所述磁动势被补偿电流i1引起的磁动势抵消，与此同时，两个辅助电流互感器(2、3)借助调制信号而反相磁化，其中检测器电路包括为补偿电流i1产生调整信号的同步整流器，该检测器电路的特征在于：补偿电流被用于测量围绕所述主电流互感器(1)以及所述两个辅助电流互感器(2、3)的公共绕组L3中的电流，与此同时，使用所述两个辅助电流互感器(2、3)之间的误差信号，调整补偿电流i1，提供自动地建立平衡的负反馈环路。
2.按照权利要求1所述的检测器电路，其特征在于，该误差信号是所述两个辅助电流互感器(2、3)之间的电压差。
3.按照权利要求1或2所述的检测器电路，其特征在于，该主电流互感器(1)放置在所述两个辅助电流互感器(2、3)的附近。
4.按照权利要求3所述的检测器电路，其特征在于，该主电流互感器(1)被放置为包围所述两个辅助电流互感器(2、3)。
5.按照权利要求2所述的检测器电路，其特征在于，它包括一个或多个电容器，以便补偿DC不平衡。
6.按照权利要求1所述的检测器电路，其特征在于，该调制信号从平衡驱动器发出。
7.按照权利要求2、5和6中任一项所述的检测器电路，其特征在于包括检测交变电流的交流拾波绕组L5，该交流拾波绕组L5能够借助有负反馈的附加电路对该交变电流进行补偿。
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