CN108132375B - 一种带前馈的直流电流测量装置及测量方法 - Google Patents

一种带前馈的直流电流测量装置及测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带前馈的直流电流测量装置及测量方法，应用于交‑直流整流桥的直流母线电流测量，包括：直流电流传感器、交流电流传感器、前馈直流源和数据采集及控制模块；直流电流传感器包括：圆环形的磁芯、绕制于磁芯上的检测绕组、激励绕组和前馈补偿绕组；前馈直流源、前馈补偿绕组和前馈采样电阻依次串联，进而产生与母线中直流电流方向相反的直流电流；数据采集及控制模块包括MCU、数据采集电路、显示和通讯接口。通过采用上述技术方案，该发明具有较大的量程、较高的测量精度和灵敏度并且该装置不存在虚假平衡的问题；在所设计装置的基础上设计一种直流电流测量方法，以保证装置对直流电流可正确、高效地进行测量。

Description

一种带前馈的直流电流测量装置及测量方法
技术领域
本发明涉及直流电流源技术领域，特别是涉及一种带前馈的直流电流测量装置及测量方法。
背景技术
直流电流广泛应用于工业领域，并且不同领域所需直流电流幅值并不相同，因此需要一种宽量程并且具有足够精度的直流电流测量方法与设备。现有技术中可用于直流电流测量的基于霍尔原理和磁通门原理的直流传感器的测量范围有限，在较大的直流电流下会饱和；而用于较大直流电流测量的设备一般基于零磁通原理，主要包括磁调制直流比较仪和磁放大器直流比较仪。但是，磁调制器灵敏度高并且漂移低，但在原理上存在虚假平衡点，影响可靠性；而磁放大器虽然无虚假平衡点，但存在低端性能差、初始电流大、对较小的直流电流不敏感和易产生电流过冲等缺点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种带前馈的直流电流测量装置及测量方法，该带前馈的直流电流测量装置及测量方法具有较大的量程、较高的测量精度和灵敏度并且该装置不存在虚假平衡的问题；在所设计装置的基础上设计一种直流电流测量方法，以保证装置对直流电流可正确、高效地进行测量。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
一种带前馈的直流电流测量装置，应用于交-直流整流桥的直流母线电流测量，至少包括：
用于测量直流母线上电流的直流电流传感器；所述直流电流传感器包括：圆环形的磁芯、绕制于磁芯上的检测绕组、激励绕组和前馈补偿绕组；所述直流母线从磁芯的中心穿过；
用于测量整流桥交流侧电流大小的交流电流传感器；
前馈直流源；所述前馈直流源、前馈补偿绕组和前馈采样电阻依次串联，进而产生与母线中直流电流方向相反的直流电流；
数据采集及控制模块；所述数据采集及控制模块包括MCU、数据采集电路、显示和通讯接口；数据采集及控制模块首先采集交流电流信号，并且获取整流桥开关器件的触发角信息，根据交流电流值与触发角角度估算直流侧直流电流幅值，并控制前馈直流源所产生的电流幅值，并且根据直流电流传感器检测绕组所测得的信号计算出前馈补偿后的直流电流值，根据前馈采样电阻电压计算前馈补偿绕组电流值，最后根据前馈补偿后的直流电流值和前馈补偿绕组中的电流值以及前馈补偿绕组匝数，综合计算母线中实际的直流电流幅值。
一种带前馈的直流电流测量装置的测量方法，包括如下步骤：
步骤101、交流电流传感器测量整流桥交流侧电流大小，并发送给数据采集及控制模块；
步骤102、数据采集及控制模块获取整流桥开关器件的触发角信息；
步骤103、数据采集及控制模块根据交流电流值与触发角角度估算直流侧直流电流幅值；
步骤104、数据采集及控制模块控制前馈直流源所产生的电流幅值，并且根据直流电流传感器检测绕组所测得的信号计算出前馈补偿后的直流电流值；
步骤105、数据采集及控制模块根据前馈采样电阻电压计算前馈补偿绕组电流值，最后根据前馈补偿后的直流电流值和前馈补偿绕组中的电流值以及前馈补偿绕组匝数，综合计算母线中实际的直流电流幅值。
本发明具有的优点和积极效果是：
通过采用上述技术方案，本发明利用交流电流值和整流桥开关器件触发角计算前馈补偿绕组电流，以此方法对直流电流进行补偿，该方法有效提高了直流电流传感器的量程，并且把较大的直流电流测量问题转换为两个小电流的测量问题，充分利用了磁调制原理在较小直流电流测量中的优势，因此测量灵敏准确度高。此外该前馈补偿方法根据交流电流和触发角估算直流电流幅值，避免了补偿的盲目性，因此避开了磁调制原理的虚假平衡的问题，提高了可靠性。
附图说明
图1是本发明优先实施例的结构框图；
图2是本发明优先实施例中数据采集及控制模块的结构框图；
图3是本发明优先实施例中直流电流传感器的结构图；
图4是本发明优先实施例的流程图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1至图4，一种带前馈的直流电流测量装置，应用于交-直流整流桥的直流母线电流测量，包括：
用于测量直流母线上电流的直流电流传感器；所述直流电流传感器包括：圆环形的磁芯1、绕制于磁芯上的检测绕组2、激励绕组4和前馈补偿绕组6；所述直流母线3从磁芯的中心穿过；电源源激励5通过电阻R1与激励绕组4组成串联回路；
用于测量整流桥交流侧电流大小的交流电流传感器；
前馈直流源；所述前馈直流源、前馈补偿绕组和前馈采样电阻依次串联，进而产生与母线中直流电流方向相反的直流电流；
数据采集及控制模块；所述数据采集及控制模块包括MCU、数据采集电路、显示和通讯接口；数据采集及控制模块首先采集交流电流信号，并且获取整流桥开关器件的触发角信息，根据交流电流值与触发角角度估算直流侧直流电流幅值，并控制前馈直流源所产生的电流幅值，并且根据直流电流传感器检测绕组所测得的信号计算出前馈补偿后的直流电流值，根据前馈采样电阻电压计算前馈补偿绕组电流值，最后根据前馈补偿后的直流电流值和前馈补偿绕组中的电流值以及前馈补偿绕组匝数，综合计算母线中实际的直流电流幅值。
一种带前馈的直流电流测量装置的测量方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤101、交流电流传感器测量整流桥交流侧电流大小，并发送给数据采集及控制模块；
步骤102、数据采集及控制模块获取整流桥开关器件的触发角信息；
步骤103、数据采集及控制模块根据交流电流值与触发角角度估算直流侧直流电流幅值；
步骤104、数据采集及控制模块控制前馈直流源所产生的电流幅值，并且根据直流电流传感器检测绕组所测得的信号计算出前馈补偿后的直流电流值；
步骤105、数据采集及控制模块根据前馈采样电阻电压计算前馈补偿绕组电流值，最后根据前馈补偿后的直流电流值和前馈补偿绕组中的电流值以及前馈补偿绕组匝数，综合计算母线中实际的直流电流幅值。
本发明应用于交-直流整流桥的直流母线电流测量，其包含直流电流传感器、交流电流传感器、前馈直流源和数据采集及控制模块。其中直流电流传感器用于测量直流母线的电流，该传感器采用单磁芯磁调制原理，具有检测绕组、激励绕组和前馈补偿绕组，直流母线从传感器中心穿过。交流电流传感器用于整流桥的交流侧，用于测量交流电流大小。前馈直流源与前馈补偿绕组及前馈采样电阻串联，其产生与母线中直流电流方向相反的直流电流。数据采集及控制模块包括MCU和数据采集电路，其首先采集交流电流信号，并且获取整流桥开关器件的触发角信息，根据交流电流值与触发角角度估算直流侧直流电流幅值，并控制前馈直流源所产生的电流幅值，并且根据直流电流传感器检测绕组所测得的信号计算出前馈补偿后的直流电流值，根据前馈采样电阻电压计算前馈补偿绕组电流值，最后根据前馈补偿后的直流电流值和前馈补偿绕组中的电流值以及前馈补偿绕组匝数综合计算母线中实际的直流电流幅值，数据采集及控制模块还包括显示和通讯接口以输出测量结果。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (2)

1.一种带前馈的直流电流测量装置，应用于交-直流整流桥的直流母线电流测量，其特征在于：至少包括：
用于测量直流母线上电流的直流电流传感器；所述直流电流传感器包括：圆环形的磁芯、绕制于磁芯上的检测绕组、激励绕组和前馈补偿绕组；所述直流母线从磁芯的中心穿过；
用于测量整流桥交流侧电流大小的交流电流传感器；
前馈直流源；所述前馈直流源、前馈补偿绕组和前馈采样电阻依次串联，进而产生与母线中直流电流方向相反的直流电流；
数据采集及控制模块；所述数据采集及控制模块包括MCU、数据采集电路、显示和通讯接口；数据采集及控制模块首先采集交流电流信号，并且获取整流桥开关器件的触发角信息，根据交流电流值与触发角角度估算直流侧直流电流幅值，并控制前馈直流源所产生的电流幅值，并且根据直流电流传感器检测绕组所测得的信号计算出前馈补偿后的直流电流值，根据前馈采样电阻电压计算前馈补偿绕组电流值，最后根据前馈补偿后的直流电流值和前馈补偿绕组中的电流值以及前馈补偿绕组匝数，综合计算母线中实际的直流电流幅值。
2.一种根据权利要求1所述带前馈的直流电流测量装置的测量方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤101、交流电流传感器测量整流桥交流侧电流大小，并发送给数据采集及控制模块；
步骤102、数据采集及控制模块获取整流桥开关器件的触发角信息；
步骤103、数据采集及控制模块根据交流电流值与触发角角度估算直流侧直流电流幅值；
步骤104、数据采集及控制模块控制前馈直流源所产生的电流幅值，并且根据直流电流传感器检测绕组所测得的信号计算出前馈补偿后的直流电流值；
步骤105、数据采集及控制模块根据前馈采样电阻电压计算前馈补偿绕组电流值，最后根据前馈补偿后的直流电流值和前馈补偿绕组中的电流值以及前馈补偿绕组匝数，综合计算母线中实际的直流电流幅值。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018132656A1 (de) * 2018-12-18 2020-06-18 Tridonic Gmbh & Co Kg Stromsensor und Messverfahren zur geschalteten Erfassung eines Wechselstroms
CN111398650B (zh) * 2020-06-04 2020-10-09 华中科技大学 一种基于多传感器融合的快响应直流比较仪

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4482862A (en) * 1982-06-10 1984-11-13 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Current sensor
US4970459A (en) * 1988-12-02 1990-11-13 General Electric Company Electronic meter chopper stabilization
CN1054668A (zh) * 1991-03-21 1991-09-18 华中理工大学 新型零磁通直流互感器
CN1580788A (zh) * 2004-05-18 2005-02-16 华中科技大学 直流电流传感器
CN2699309Y (zh) * 2004-05-18 2005-05-11 华中科技大学 直流电流传感器
CN201689147U (zh) * 2010-06-01 2010-12-29 湖北省电力试验研究院 一种晶闸管整流桥触发角监测装置
JP2011017618A (ja) * 2009-07-09 2011-01-27 Tamura Seisakusho Co Ltd 電流センサ
CN102096058A (zh) * 2010-12-20 2011-06-15 北京东方计量测试研究所 高准确度直流电流比较仪的验证方法和装置
CN102437807A (zh) * 2010-10-26 2012-05-02 国家电网公司 变频变压器控制系统
CN102914760A (zh) * 2012-09-27 2013-02-06 中国电力科学研究院 一种直流电能表校准装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100580428B1 (ko) * 2004-10-11 2006-05-15 명지대학교 산학협력단 왜곡된 변류기의 2차 전류 보상 방법

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4482862A (en) * 1982-06-10 1984-11-13 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Current sensor
US4970459A (en) * 1988-12-02 1990-11-13 General Electric Company Electronic meter chopper stabilization
CN1054668A (zh) * 1991-03-21 1991-09-18 华中理工大学 新型零磁通直流互感器
CN1580788A (zh) * 2004-05-18 2005-02-16 华中科技大学 直流电流传感器
CN2699309Y (zh) * 2004-05-18 2005-05-11 华中科技大学 直流电流传感器
JP2011017618A (ja) * 2009-07-09 2011-01-27 Tamura Seisakusho Co Ltd 電流センサ
CN201689147U (zh) * 2010-06-01 2010-12-29 湖北省电力试验研究院 一种晶闸管整流桥触发角监测装置
CN102437807A (zh) * 2010-10-26 2012-05-02 国家电网公司 变频变压器控制系统
CN102096058A (zh) * 2010-12-20 2011-06-15 北京东方计量测试研究所 高准确度直流电流比较仪的验证方法和装置
CN102914760A (zh) * 2012-09-27 2013-02-06 中国电力科学研究院 一种直流电能表校准装置

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