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PCB罗氏线圈电流传感器设计及抗干扰研究
1
作者 李海青 张文斌 朱琳 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第1期65-74,共10页
针对罗氏线圈的带宽与其灵敏度和抗干扰能力之间存在权衡关系问题,提出了一种具有高带宽、高抗干扰、高灵敏度的有回线组合型PCB差分罗氏线圈。根据组合型PCB罗氏线圈的测量原理以及集总参数等效电路模型,分析了影响测量带宽的关键因素... 针对罗氏线圈的带宽与其灵敏度和抗干扰能力之间存在权衡关系问题,提出了一种具有高带宽、高抗干扰、高灵敏度的有回线组合型PCB差分罗氏线圈。根据组合型PCB罗氏线圈的测量原理以及集总参数等效电路模型,分析了影响测量带宽的关键因素,在此基础上对组合型PCB罗氏线圈采用差分设计,并分析其抗干扰原理。利用有限元仿真软件模拟不同电磁场环境下的干扰情况,验证了有回线组合型PCB差分罗氏线圈具有高抗干扰特性。最后进行实验验证,结果表明,在1~100 A工频电流测量时,所设计的有回线组合型PCB差分罗氏线圈电流传感器灵敏度为3.46 mV/A,线性度为0.56%。在10~100A工频电流测量时,最大相对误差为1.73%。抗干扰能力测试中,该传感器显示出的最大相对误差变化为-0.39%,具有良好的抗干扰能力。通过对比实验可知该线圈能有效抵抗电场和磁场干扰,并扩展测量带宽而不降低其灵敏度。有更广泛的应用场景,提高罗氏线圈的通用性和灵活性。 展开更多
关键词 pcb罗氏线圈 线圈设计 带宽 抗干扰 电流测量
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PCB罗氏线圈电流传感器积分误差的数字补偿策略 被引量：2
2
作者 姚宇 周泽 +1 位作者 石亚飞 辛振 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期264-271,共8页
准确可靠的开关电流信息是电力电子变换器实现闭环控制、谐波抑制和短路保护的关键要素,有利于进一步提升功率器件的可靠性。PCB罗氏线圈电流传感器因其高带宽、小体积、低成本和低侵扰的特点,具有重要的研究价值和应用前景。然而,传统... 准确可靠的开关电流信息是电力电子变换器实现闭环控制、谐波抑制和短路保护的关键要素,有利于进一步提升功率器件的可靠性。PCB罗氏线圈电流传感器因其高带宽、小体积、低成本和低侵扰的特点,具有重要的研究价值和应用前景。然而,传统积分处理电路存在漂移误差与下垂误差,严重限制了PCB罗氏线圈电流传感器的测量精度。首先,本文采用复位型积分电路以避免漂移误差的持续累积,并消除下垂误差带来的影响。同时,针对复位型积分电路存在的漂移误差与偏置误差提出一种数字补偿策略,该方案采用数字信号处理器控制数模转化模块产生模拟补偿信号,并通过高速减法器消除误差,具有补偿精度高、调整方式简单的优点,可以大幅减小积分误差造成的影响;最后,基于双脉冲测试平台分别进行双脉冲、多脉冲和短路保护实验,验证了所提PCB罗氏线圈电流传感器的性能。 展开更多
关键词 pcb罗氏线圈电流传感器 误差补偿 短路保护 可靠性
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PCB空心线圈电流传感器的暂态特性 被引量：11
3
作者 张冈 王程远 陈幼平 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第11期85-89,共5页
在电流测量中,PCB空心线圈具有很好的测量准确度和参数一致性。在模拟积分器中,T形积分器具有很好的低频噪声抑制能力。为此,提出了一种基于PCB空心线圈和T形积分器的电子式电流传感器,建立了该传感器的传递函数模型和短路电流全偏移时... 在电流测量中,PCB空心线圈具有很好的测量准确度和参数一致性。在模拟积分器中,T形积分器具有很好的低频噪声抑制能力。为此,提出了一种基于PCB空心线圈和T形积分器的电子式电流传感器,建立了该传感器的传递函数模型和短路电流全偏移时的暂态特性模型。重点分析了其对电力系统暂态电流的测量性能,对影响暂态特性的参数进行了数学分析,这为传感器的动态性能优化设计提供了一种分析方法。对传感器样机进行了动模试验,和分流器的输出信号相比,两者波形吻合较好,峰值瞬时误差在±1%左右。该试验结果表明,PCB空心线圈电流传感器具备准确反应电力系统故障电流暂态过程的能力,满足电力系统对电流测量和保护的需求。 展开更多
关键词 pcb空心线圈 T形积分器 电子式电流传感器 暂态特性
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一种抗强干扰型双面对称布线PCB罗氏线圈 被引量：25
4
作者 陶涛 赵治华 +2 位作者 潘启军 唐健 张元峰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第9期130-137,共8页
PCB罗氏线圈广泛应用于复杂环境下的电流测量传感头,其抗干扰性能决定着电流测量的准确法。本文设计了一种双面对称布线且设置回线的新颖PCB罗氏线圈,分析了垂直于线圈平面的杂散磁场对传统直连布线、双面对称布线未设置回线及设置回线... PCB罗氏线圈广泛应用于复杂环境下的电流测量传感头,其抗干扰性能决定着电流测量的准确法。本文设计了一种双面对称布线且设置回线的新颖PCB罗氏线圈,分析了垂直于线圈平面的杂散磁场对传统直连布线、双面对称布线未设置回线及设置回线的三种PCB罗氏线圈互感特性影响,测试了受扰条件下三种线圈与被测载流导体间互感系数,并在此基础上进一步改进了新颖PCB罗氏线圈的回线设计。分析和实验结果表明,回线设置可有效抑制杂散磁场干扰,该新颖PCB罗氏线圈具有很强的抗干扰性能,适合于用作外界杂散磁场复杂情况下的电流测量传感头。 展开更多
关键词 pcb罗氏线圈 回线设置 垂直磁场干扰 抗干扰特性
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一种新型的Rogowski线圈——PCB罗氏线圈 被引量：29
5
作者 杨楠 段雄英 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期209-211,共3页
介绍了一种新型的罗氏线圈——PCB罗氏线圈的工作原理及制作方法,用MATLAB对PCB罗氏线圈的特性做了仿真。对PCB罗氏线圈进行了灵敏度测试,并对实验结果做了分析。
关键词 ROGOWSKI线圈 pcb 电流传感器
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直线型线圈电流传感器的研究 被引量：2
6
作者 王鹏 张贵新 +2 位作者 朱小梅 李莲子 罗承沐 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第27期44-49,共6页
为了测量三相汇流排导体中的电流,该文提出一种采用直线型罗柯夫斯基(Rogowski)线圈作为电流传感单元的间接测量方法。根据电磁感应定律和毕奥–萨伐尔定律,运用数值积分算法,求解出汇流排导体矢量磁位,并推导了测量单相和三相汇流排导... 为了测量三相汇流排导体中的电流,该文提出一种采用直线型罗柯夫斯基(Rogowski)线圈作为电流传感单元的间接测量方法。根据电磁感应定律和毕奥–萨伐尔定律,运用数值积分算法,求解出汇流排导体矢量磁位,并推导了测量单相和三相汇流排导体电流时直线型线圈的输出表达式。对研制出的直线型线圈进行了实际测试和理论计算,得出了在存在垂直偏移误差、水平偏移误差以及转动误差等情况下,线圈的相对误差曲线,理论计算与实际测量基本吻合。基于该原理的电流传感器经过2年多的现场实际运行,验证了其实用性。 展开更多
关键词 电流传感器 汇流排 直线型线圈 罗柯夫斯基线圈 矢量磁位
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高频差分绕线PCB罗氏线圈设计 被引量：24
7
作者 谢潇磊 刘亚东 +2 位作者 刘宗杰 盛戈皞 江秀臣 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期886-894,共9页
本文深入分析了PCB罗氏线圈的干扰机理,为实现良好的抗干扰性与结构开启灵活性的有机结合,设计了一种应用于开启式结构的差分绕线PCB罗氏线圈,采用双半环拼接成整圈的结构设计,在每个半环内采用同线双绞差分绕制的方式以实现消干扰目的... 本文深入分析了PCB罗氏线圈的干扰机理,为实现良好的抗干扰性与结构开启灵活性的有机结合,设计了一种应用于开启式结构的差分绕线PCB罗氏线圈,采用双半环拼接成整圈的结构设计,在每个半环内采用同线双绞差分绕制的方式以实现消干扰目的。借鉴添加回线的设计思想,采用差分绕线使去线与回线严格对称。通过实验测量其在8/20冲击电流波形输入下的各项工作性能,验证其具有良好的线性度和抗外界各类磁场干扰的性能,具有较高的准确度,可以广泛的应用于开启式结构的输电线路高频分量采集装置中。 展开更多
关键词 pcb罗氏线圈 差分绕线 开启式结构 高频分量
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基于PCB罗氏线圈的SiC MOSFET简化短路保护电路研究 被引量：1
8
作者 项鹏飞 郝瑞祥 +2 位作者 郝一 游小杰 卜宪德 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第19期7194-7204,共11页
随着宽禁带器件的发展,碳化硅金属–氧化物半导体场效应晶体管(silicon carbide metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,SiC MOSFET)被广泛应用,对其短路保护的研究成为了保障电力电子设备可靠性的重要课题。文中提出一种... 随着宽禁带器件的发展,碳化硅金属–氧化物半导体场效应晶体管(silicon carbide metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,SiC MOSFET)被广泛应用,对其短路保护的研究成为了保障电力电子设备可靠性的重要课题。文中提出一种基于PCB罗氏线圈的Si C MOSFET简化短路保护电路。相比于已有的积分式罗氏线圈短路检测方案,所提出的方案改进了其复杂且高成本的信号处理电路,可以根据设定的电流变化率阈值和故障时间阈值直接诊断器件的电流工作状态,并实现快速、准确、可靠的短路保护。文中分析Si CMOSFET的短路行为以及寄生参数对短路检测的影响;着重研究PCB罗氏线圈结构和电路参数的设计过程;为避免保护电路误动作,对干扰过程进行分析和验证,并提出相应的干扰抑制方案。最后通过多组实验验证所设计电路参数、干扰抑制方案的有效性及短路保护功能的可靠性。 展开更多
关键词 SiC MOSFET 短路 短路保护 pcb罗氏线圈 电流变化率
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拆装式PCB型Rogowski线圈的研究 被引量：6
9
作者 魏新劳 朱博 +3 位作者 庞兵 陈庆国 王颂 李锐海 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期7-13,共7页
提出一种可现场组装结构的基于PCB平面型Rogowski线圈的电流传感器。在简单介绍Rogowski线圈基本工作原理的基础上,详细介绍了线圈的组成、结构和工作原理,并对线圈的主要部件进行详细阐述。给出线圈与被测导体之间的互感系数、自感和... 提出一种可现场组装结构的基于PCB平面型Rogowski线圈的电流传感器。在简单介绍Rogowski线圈基本工作原理的基础上,详细介绍了线圈的组成、结构和工作原理,并对线圈的主要部件进行详细阐述。给出线圈与被测导体之间的互感系数、自感和电阻计算公式。工频测试结果表明:线圈不仅理论计算结果与实际制造出的线圈的测试结果的一致性非常好,而且具有良好的线性输入输出关系和较高的灵敏度。频率特性测试结果表明:线圈可以真实反应被测电流的波形,并且没有明显衰减。拆装式PCB型Rogowski线圈电流传感器的最大特点是可以在不停电的情况下进行现场安装,并且不会影响被测设备的原来运行状态,为PCB型Rogowski线圈在电力系统的推广应用奠定了技术基础。 展开更多
关键词 pcb型Rogowski线圈 可拆装 电流传感器 频率特性 互感
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基于有源电子互感器的输电线路等传变差动保护 被引量：7
10
作者 李宝伟 文明浩 +2 位作者 石欣 戚宣威 张家琪 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2022年第21期157-166,共10页
罗氏线圈电子式电流互感器的积分环节会放大传变误差,可能造成电流传变严重失真,导致保护误动。针对此问题,提出了线路保护直接采用罗氏线圈微分电流信号输出的改进思路。并以差动保护为例,提出了一种基于有源电子互感器的输电线路等传... 罗氏线圈电子式电流互感器的积分环节会放大传变误差,可能造成电流传变严重失真,导致保护误动。针对此问题,提出了线路保护直接采用罗氏线圈微分电流信号输出的改进思路。并以差动保护为例,提出了一种基于有源电子互感器的输电线路等传变差动保护方法。该方法直接采用罗氏线圈输出的电流微分信号进行计算,将用于电容电流补偿计算的电压信号经虚拟罗氏线圈数字传变处理,保证电压电流信号经过相同的传变环节。仿真和试验结果表明,新方法在区内故障时可快速动作,且消除了积分环节引入的传变误差对差动保护的影响,降低了电压电流传变差异对保护精度的影响,性能优于现有差动保护方法。 展开更多
关键词 罗氏线圈 积分器 电容电流补偿 虚拟数字罗氏线圈 差动保护
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