CN203535104U - 一种开环直流大电流检测装置的磁路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种开环直流大电流检测装置的磁路，包括坡莫合金磁环，该坡莫合金磁环沿周向均匀开设若干条细缝，优选的，各细缝的缝宽相等。本实用新型的对称等缝宽开缝磁环结构与现有直流电流检测装置磁环结构相比较主要的优点是磁环为开环钳式，使用的时候直接将导线放入环内，简单方便；使用的材料为超高磁导率超低矫顽力的超顺磁材料坡莫合金，每次测量后剩磁少，对下次测量影响小；开缝后能够有效抑制磁饱和想象，使能够测得的最大电流比同种材料不开缝时大很多；所开缝宽几乎不产生漏磁，保证测量的精度，因此具有很好的实用性。
Description
技术领域
本实用新型涉及检测直流电流的直流电流检测装置，具体涉及一种开环直流大电流检测装置的磁路。
背景技术
目前，检测直流电流的磁环装置使用的材料多为硅钢片、锰锌铁氧体等，这些材料的矫顽力较大，一次测量后剩磁较多，对下次的测量会产生影响，从而影响测量的准确度。同时，相对磁导率与坡莫合金相比低很多，在测量时容易达到饱和，不能达到工程中直流大电流的测量要求。该对称等缝宽开缝磁环所用的材料为坡莫合金，相对磁导率最高达到200000，与其他材料相比，磁路不容易达到饱和，矫顽力为0.8A/m，剩磁少，对再次测量影响小。
目前所用的直流电流检测装置在结构上，磁环多为闭环。测量时，需要预先将测量装置放在导线上或者将线断开再放入磁环，这样不能随时测量，也会影响正常的工作及生产并且检测大电流时将线路断开会造成安全隐患。对称等缝宽开缝磁环结构使用方便，测量时只需要将磁环做成方便打开的钳式，卡在导线上即可测量。磁环对称开缝后，缝间充满空气，空气的磁导率远远小于坡莫合金，这样测量电流时不容易达到饱和，可以测量较大的直流电流。此结构缝宽较小，基本无漏磁，保证了测量的精确度。西安交通大学的索南加乐和周德生教授公布过一种直流电流测量的新思路，其方法是在待测直流电流周围放置一铁心，并通过另一控制电流来控制该铁心的饱和状况，控制电流产生的磁场与待测电流产生的磁场正交，使得铁心磁导率周期性变化，则待测电流在铁心中产生的就是一个交变的磁场，随着铁心磁导率的变化而变化。在控制电流固定的情况下，磁场的变化将与成正比，通过线圈的感应电压获得磁场的变化情况而算出直流电流的大小。此种方法使用起来较为繁琐，并且使用了外加控制电流会通过改变铁心磁导率间接影响待测电流，造成测量结果不准确。
实用新型内容
因此，针对上述的问题，本实用新型提出一种开环直流大电流检测装置的磁路，采用对称等缝宽开缝磁环结构，测量时不需要外加电流，直接利用电磁感应原理有磁环中的磁感应强度计算出待测电流的大小，这样节约了资源，也不会对待测电流产生影响，从而解决现有技术之不足。
为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是，针对直流大电流检测时聚磁磁路出现磁饱和现象的问题，利用现今性能较好的超顺磁材料——坡莫合金作为聚磁磁路，通过对磁路进行开多条对称等缝宽气隙，来减小聚磁磁路的饱和程度，使其工作状态尽量处于线性区。坡莫合金的矫顽力小，相对磁导率大，每次测量时不容易达到磁饱并且测量后剩磁很少，多次测量时造成的误差会很小，最后，通过精密霍尔传感器进行磁场的测量。通过对此装置进行反复调试，各项参数进行多次配置与调试，最终检测到的直流电流最大可达600A，传感精度达到0.1A的工程要求。此种新型直流大电流检测装置能够有效地抑制由于检测电流过大而引起的磁路饱和现象，并且此磁路结构可做成开环装置，方便进行实时检测。
具体的，一种开环直流大电流检测装置的磁路，包括坡莫合金磁环，该坡莫合金磁环沿周向均匀开设若干条细缝，优选的，各细缝的缝宽相等。
更进一步的，所述细缝的缝宽d范围为0.1-0.2mm，优选的，d=0.1mm。因需要检测的直流电流的大小与开缝条数n和缝宽大小d有关，由于漏磁的大小直接与缝宽的大小有关，所以缝宽不宜增大较多（经过多组仿真实验验证，时，漏磁较小，当时，漏磁现象较严重，所以，d的大小取较为合适），除此之外，可以发现最大检测直流电流与开缝条数n成正比，在坡莫合金没有达到饱和的情况下，为了提高此装置能够检测电流的最大值，在保证漏磁不会影响测量精度的前提下，我们可以通过增加开缝条数n来提高最大检测直流电流。作为一个优选的方案，所述坡莫合金磁环上开了八条均匀等缝宽的细缝。
作为一个优选的方案，所述坡莫合金磁环的内径D0=90mm，外径D1=110mm，高度h=20mm。
本实用新型运用坡莫合金材料作为开环直流大电流检测装置的聚磁磁路，利用它超高的磁导率，较小的矫顽力以及剩磁小等特性，方便进行多次测量且很小的剩磁不会对再次测量产生影响;此装置为开环钳式装置，不与被测电路发生电接触，不影响被测电路，不消耗被测电源的功率，并且方便进行实时检测;对磁环进行均匀等缝宽地开缝，且所开缝宽较小，在能够非常有效地解决磁路饱和的问题的同时又能尽量减小磁路的漏磁。
本实用新型的对称等缝宽开缝磁环结构与现有直流电流检测装置磁环结构相比较主要的优点是磁环为开环钳式，使用的时候直接将导线放入环内，简单方便；使用的材料为超高磁导率超低矫顽力的超顺磁材料坡莫合金，每次测量后剩磁少，对下次测量影响小；开缝后能够有效抑制磁饱和想象，使能够测得的最大电流比同种材料不开缝时大很多；所开缝宽几乎不产生漏磁，保证测量的精度，因此具有很好的实用性。
附图说明
图1为本实用新型的磁路的俯视图；
图2为本实用新型的磁路的侧视图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
作为一个较佳的实例，参照图1和图2，本实用新型的一种开环直流大电流检测装置，包括坡莫合金磁环10，该坡莫合金磁环10沿周向均匀开设若干条细缝，优选的，各细缝的缝宽相等。
磁路的结构如图1和图2所示，该坡莫合金磁环10的内径D0=90mm，外径D1=110mm，高度h=20mm，并在磁环上开了八条均匀等缝宽缝隙，缝宽均为d=0.1mm。
其中，坡莫合金的相对磁导率为=200000，空气中的磁导率，破莫合金的饱和磁感应强度为。计算磁环中磁感应强度时，我们可以取处的磁感应强度为参考，开缝条数为n，被测电流大小为。根据安培环路定理可得：；其中，,，，，；所以可得，。当把坡莫合金的饱和磁感应强度取为1.0T时，代入上式可得，磁路没有达到饱和时可以检测的最大直流电流为：。将此种结构模型当推广到一般情况时，。由于此种聚磁磁路采用破莫合金材料，其磁导率非常大，，所以，。所以，可以发现需要检测的直流电流的大小与开缝条数n和缝宽大小d有关，由于漏磁的大小直接与缝宽的大小有关，所以缝宽不宜增大较多（经过多组仿真实验验证，时，漏磁较小，当时，漏磁现象较严重，所以，d的大小取较为合适），除此之外，可以发现最大检测直流电流与开缝条数n成正比，在坡莫合金没有达到饱和的情况下，为了提高此装置能够检测电流的最大值，在保证漏磁不会影响测量精度的前提下，我们可以通过增加开缝条数n来提高最大检测直流电流。本实施例中，开设了8条细缝。
本实用新型的对称等缝宽开缝磁环结构与现有直流电流检测装置磁环结构相比较主要的优点是磁环为开环钳式，使用的时候直接将导线放入环内，简单方便；使用的材料为超高磁导率超低矫顽力的超顺磁材料坡莫合金，每次测量后剩磁少，对下次测量影响小；开缝后能够有效抑制磁饱和想象，使能够测得的最大电流比同种材料不开缝时大很多；所开缝宽几乎不产生漏磁，保证测量的精度。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种开环直流大电流检测装置的磁路，其特征在于：包括坡莫合金磁环，该坡莫合金磁环沿周向均匀开设若干条细缝。
2.根据权利要求1所述的开环直流大电流检测装置的磁路，其特征在于：各细缝的缝宽相等。
3.根据权利要求2所述的开环直流大电流检测装置的磁路，其特征在于：所述细缝的缝宽d范围为0.1-0.2mm。
4.根据权利要求3所述的开环直流大电流检测装置的磁路，其特征在于：细缝的缝宽d=0.1mm。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的开环直流大电流检测装置的磁路，其特征在于：所述坡莫合金磁环上开了8条均匀等缝宽的细缝。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的开环直流大电流检测装置的磁路，其特征在于：所述坡莫合金磁环的内径D0=90mm，外径D1=110mm，高度h=20mm。
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| CN201320720004.8U CN203535104U (zh) | 2013-11-15 | 2013-11-15 | 一种开环直流大电流检测装置的磁路 |
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ID=50421298
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| CN201320720004.8U Expired - Fee Related CN203535104U (zh) | 2013-11-15 | 2013-11-15 | 一种开环直流大电流检测装置的磁路 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104931761A (zh) * | 2015-05-25 | 2015-09-23 | 山东航天电子技术研究所 | 一种高精度霍尔电流传感器的磁路结构 |
| CN110095644A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-08-06 | 三峡大学 | 一种新型高精度开环霍尔电流传感器 |
| CN110095643A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-08-06 | 三峡大学 | 一种单磁芯四气隙开环霍尔电流传感器 |
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2013
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| CN110095644A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-08-06 | 三峡大学 | 一种新型高精度开环霍尔电流传感器 |
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