CN103412184A - 电力设备原端电流监测采集技术 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电力设备原端电流监测采集技术，其特征在于：主回路有大电流通过时，主回路的导线产生强磁场，强磁场通过聚磁环聚焦后通过霍尔传感器感应，霍尔传感器与放大器电路输入端相连，放大器电路输出端与精密整流电路出入端连接，放大器电路输入端有反相并联二极管，精密整流电路输出端通过分压限幅电路与CPU的A/D转换端口连接；其采用霍尔传感器作为采集传感器，并将反馈信号经过创新设计的电路进行处理，这些电路包括放大器电路、精密整流电路、分压限幅电路并进行模拟信号向数字信号的转换，成为可以为单片机识别和分析的数字信号，解决了采用电力驱动的设备原端电流不能够形成时时准确还原的技术难题。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力设备原端电流监测采集技术，属于电力设备监测技术领域。
背景技术
在工业生产过程中，电力是动力源泉，很多设备通过将电力能源向机械能源转换获得动力，这种能源的转换的稳定性决定着到生产的稳定。由于电网电压、负载转矩等一系列生产过程中的变量引发很多问题，导致以电力作为能源的设备运行状态难于保证，直接导致生产的停顿，造成重大经济损失。本技术研发了一种高速准确的时时采集电力设备原端电流反馈信号的方法，实现了对电力运行设备的工作状态反馈监督。
发明内容
本发明的目的是提供一种电力设备原端电流监测采集技术，其采用霍尔传感器作为采集传感器，并将反馈信号经过创新设计的电路进行处理，这些电路包括放大器电路、精密整流电路、分压限幅电路并进行模拟信号向数字信号的转换，成为可以为单片机识别和分析的数字信号，解决了采用电力驱动的设备原端电流不能够形成时时准确还原的技术难题。
本发明的技术方案是这样实现的：电力设备原端电流监测采集技术，其信号采集处理的电路部分由霍尔传感器、放大器电路、精密整流电路、分压限幅电路组成，其特征在于：主回路有大电流通过时，主回路的导线产生强磁场，强磁场通过聚磁环聚焦后通过霍尔传感器感应，霍尔传感器与放大器电路输入端相连，放大器电路输出端与精密整流电路输入端连接，放大器电路输入端有反相并联二极管，精密整流电路输出端通过分压限幅电路与CPU的A/D转换端口连接；
其具体电流信号的采集步骤如下：
当主回路有一大电流通过时，在导线周围产生一个强磁场，这一磁场被聚磁环聚焦，强磁场通过聚磁环聚焦后通过霍尔传感器感应，感应讯号为0-4V电压信号，电压信号经过放大器1-3倍放大（可调），在放大器的电路输入端设计接入反相并联二极管，使输入电压的幅度限制在二极管正向电压以下，再经过精密整流电路转换为绝对值信号通过分压限幅电路导通到CPU的A/D转换端口。
本发明的积极效果是其提高了应用本技术的测量设备的实测精度和响应速度，解决了应用交流互感器采集并经过电路处理技术存在着的动态响应速度低和不适宜测量畸变波形的缺点问题，同时，在电路设计上采用霍尔传感器作为信号采集源还解决了使用罗氏线圈需要用积分器做积分还原的问题。
附图说明
图1为本发明的电路部分结构框图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：如图1所示，电力设备原端电流监测采集技术，其信号采集处理的电路部分由霍尔传感器、放大器电路、精密整流电路、分压限幅电路组成，其特征在于：主回路有大电流通过时，主回路的导线产生强磁场，强磁场通过聚磁环聚焦后通过霍尔传感器感应，霍尔传感器与放大器电路输入端相连，放大器电路输出端与精密整流电路输入端连接，放大器电路输入端有反相并联二极管，精密整流电路输出端通过分压限幅电路与CPU的A/D转换端口连接；
其具体电流信号的采集步骤如下：
当主回路有一大电流通过时，在导线周围产生一个强磁场，这一磁场被聚磁环聚焦，强磁场通过聚磁环聚焦后通过霍尔传感器感应，感应讯号为0-4V电压信号，电压信号经过放大器1-3倍放大（可调），在放大器的电路输入端设计接入反相并联二极管，使输入电压的幅度限制在二极管正向电压以下，再经过精密整流电路转换为绝对值信号通过分压限幅电路导通到CPU的A/D转换端口。
实施例1
本专利在电阻点焊焊接过程反馈电流信号采集过程中的应用案例
电阻点焊原边电流采集事例，监测采集的电流大概为100安培左右，所以采用霍尔传感器，其原理是磁场平衡式，即主电流回路所产生的磁场，通过一个次级线圈的电流所产生的磁场进行补偿，使霍尔元件始终处于零磁通的工作状态。当主回路有一大电流IP通过时，在导线周围产生一个强磁场，这一磁场被聚磁环聚焦，并感应霍尔元件，使其有一个讯号输出，这一讯号经放大器放大，输出到功率放大器中，这时相应的功率管导通，从而获得一个补偿电流Ia，由于这个电流通过很多匝绕组，多绕组所产生的磁场与主电流所产生的磁场相反，因而补偿了主电流所产生的磁场。最后当电流Ia不再增加时，霍尔元件就达到了零磁通的检测作用，这是一个动态平衡过程。而采用零磁通检测的优点就是线性度好、测量范围宽。输出的DC0-4V电压信号经过放大电路输入端接入反相并联二极管，使输入电压的幅度限制在二极管正向电压以下，这个保护可以避免在运算放大器中产生“自锁现象”。经过精密整流电路和上述过程是在一个很短的时间内完成的，大约只需1μs，所以本专利技术的响应速度是相当快的，在应用过程中满足了测量的同步性，提高了应用采集运算的精确。
实施例2
本专利在电力拖动机构的电动机启动运行过程反馈电流信号采集过程中的应用案例
电力拖动机构的动力源电动机的工作原理是将电力转化为机械力，而根据电磁原理获知负载的变化经常引发电动机电流与电压的相位角首先发生变化，此时采集电压、电流的瞬时值的同步性是运算获得准确的关键，所以此次型号采集采用霍尔传感器，其原理是磁场平衡式，即主电流回路所产生的磁场，通过一个次级线圈的电流所产生的磁场进行补偿，使霍尔元件始终处于零磁通的工作状态。当主回路有一大电流IP通过时，在导线周围产生一个强磁场，这一磁场被聚磁环聚焦，并感应霍尔元件，使其有一个讯号输出，这一讯号经放大器放大，输出到功率放大器中，这时相应的功率管导通，从而获得一个补偿电流Ia，由于这个电流通过很多匝绕组，多绕组所产生的磁场与主电流所产生的磁场相反，因而补偿了主电流所产生的磁场。最后当电流Ia不再增加时，霍尔元件就达到了零磁通的检测作用，这是一个动态平衡过程。而采用零磁通检测的优点就是线性度好、测量范围宽。输出的DC0-4V电压信号经过放大电路输入端接入反相并联二极管，使输入电压的幅度限制在二极管正向电压以下，这个保护可以避免在运算放大器中产生“自锁现象”。经过精密整流电路和上述过程是在一个很短的时间内完成的，大约只需1μs，所以本专利技术的响应速度是相当快的，在应用过程中满足了测量的同步性，提高了应用采集运算的精确。
Claims (1)
1.电力设备原端电流监测采集技术，其信号采集处理的电路部分由霍尔传感器、放大器电路、精密整流电路、分压限幅电路组成，其特征在于：主回路有大电流通过时，主回路的导线产生强磁场，强磁场通过聚磁环聚焦后通过霍尔传感器感应，霍尔传感器与放大器电路输入端相连，放大器电路输出端与精密整流电路输入端连接，放大器电路输入端有反相并联二极管，精密整流电路输出端通过分压限幅电路与CPU的A/D转换端口连接；
其具体电流信号的采集步骤如下：
当主回路有一大电流通过时，在导线周围产生一个强磁场，这一磁场被聚磁环聚焦，强磁场通过聚磁环聚焦后通过霍尔传感器感应，感应讯号为0-4V电压信号，电压信号经过放大器1-3倍放大（可调），在放大器的电路输入端设计接入反相并联二极管，使输入电压的幅度限制在二极管正向电压以下，再经过精密整流电路转换为绝对值信号通过功率管导通到CPU的A/D转换端口。
Priority Applications (1)
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| CN2013103611727A CN103412184A (zh) | 2013-08-19 | 2013-08-19 | 电力设备原端电流监测采集技术 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN2013103611727A CN103412184A (zh) | 2013-08-19 | 2013-08-19 | 电力设备原端电流监测采集技术 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN103412184A true CN103412184A (zh) | 2013-11-27 |
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| CN2013103611727A Pending CN103412184A (zh) | 2013-08-19 | 2013-08-19 | 电力设备原端电流监测采集技术 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN103412184A (zh) |
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2013
- 2013-08-19 CN CN2013103611727A patent/CN103412184A/zh active Pending
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20131127 |