[發(fā)明專利]基于單正電源供電的磁調(diào)制交直流剩余電流檢測系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2019-04-15
• 公開（公告）號: CN109932558A
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 毛海鋒;陳龍;徐惠興
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州未來電器股份有限公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;G01R15/18
• 代理公司: 蘇州威世朋知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32235
• 代理人: 劉振龍

本發(fā)明涉及一種基于單正電源供電的磁調(diào)制交直流剩余電流檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括電流互感模塊，用于感應(yīng)負(fù)載電路中剩余電流并轉(zhuǎn)化為剩余電流信號輸出；磁調(diào)制模塊，接收剩余電流信號，同時產(chǎn)生激勵電流信號，并將剩余電流信號調(diào)制到激勵電流信號中形成調(diào)制信號輸出；磁解調(diào)模塊，接收調(diào)制信號并進(jìn)行解調(diào)處理，得到剩余電流信號并輸出；信號處理模塊，接收剩余電流信號，進(jìn)行AD采樣并計算得到剩余電流大小與方向；電源模塊。采用上述系統(tǒng)后，實(shí)現(xiàn)負(fù)載電路中剩余電流檢測，滿足國標(biāo)對于高頻交流剩余電流1000Hz及以下、脈動直流、平滑直流以及不同頻率成分的復(fù)合剩余電流的檢測，同時降低了電路的復(fù)雜性，降低了成本，提高了檢測的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及低壓配電領(lǐng)域中對剩余電流的檢測，尤其是涉及一種基于單正電源供電的磁調(diào)制交直流剩余電流檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

剩余電流保護(hù)斷路器是低壓配電領(lǐng)域防止人身觸電、電氣火災(zāi)及電氣設(shè)備損壞的一種有效保護(hù)電器。目前被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、商業(yè)和住宅等各種用電場所，具有體積小、易操作、分?jǐn)嗄芰?qiáng)，可靠性高等特點(diǎn)。但是這些剩余電流保護(hù)斷路器中剩余電流的檢測大部分是基于50Hz的工頻交流剩余電流即AC型剩余電流。

隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，電力電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，采用電力電子等非線性的負(fù)載設(shè)備不斷增多。因此，由這些非線性負(fù)載設(shè)備產(chǎn)生的剩余電流也變得越來越復(fù)雜，剩余電流信號不僅僅是單一工頻頻率50Hz的正弦波信號，而且還含有多種交直流分量的復(fù)雜波形信號，甚至是平滑的直流波形信號。在不同的應(yīng)用場合，剩余電流的基波頻率達(dá)到1000Hz的頻率。特別在變頻控制系統(tǒng)中，剩余電流更加復(fù)雜，高頻頻率的剩余電流大，且頻率可變。因此，深入研究具有交直流分量的，高頻的剩余電流檢測新的方法，原理具有重要的理論意義和使用價值。國家也于2008年制定了《家用和類似用途的不帶和帶過電流保護(hù)的B型剩余電流動作斷路器》的標(biāo)準(zhǔn)，并于2017年進(jìn)行了修訂，形成了GB/T22794-2017新的B型剩余電流動作斷路器標(biāo)準(zhǔn)。

目前，交直流剩余電流的間接檢測方法主要用霍爾傳感器檢測和磁調(diào)制傳感器檢測。由于霍爾傳感器電流檢測法是利用霍爾效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)電流檢測，其受溫度變化影響大，產(chǎn)生干擾大，檢測弱電流靈敏度低，因此，不適合檢測弱電流的交直流剩余電流。磁調(diào)制剩余電流傳感器具有檢測弱電流寬，靈敏度高，高線性度，受溫度影響小，產(chǎn)生干擾小等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于交直流剩余電流檢測。

目前，基于磁調(diào)制的剩余電流檢測電路均采用正負(fù)雙電源進(jìn)行磁調(diào)制電路設(shè)計和解調(diào)電路設(shè)計，以便產(chǎn)生雙向的激勵電流。這增加了電源電路的復(fù)雜度，增加了設(shè)計的成本，降低了電路的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于單正電源供電的磁調(diào)制交直流剩余電流檢測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了交直流剩余電流的檢測和保護(hù)，降低復(fù)雜度，降低成本，提高可靠性。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：一種基于單正電源供電的磁調(diào)制交直流剩余電流檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括

電流互感模塊，用于感應(yīng)負(fù)載電路中剩余的電流并轉(zhuǎn)化為剩余電流信號輸出；

磁調(diào)制模塊，接收電流互感模塊輸出的剩余電流信號，同時產(chǎn)生激勵電流信號，并將剩余電流信號調(diào)制到激勵電流信號中形成調(diào)制信號Vi輸出；

磁解調(diào)模塊，接收經(jīng)過磁調(diào)制模塊調(diào)制后的調(diào)制信號Vi并進(jìn)行解調(diào)處理，得到剩余電流信號并輸出；

信號處理模塊，接收磁解調(diào)模塊的剩余電流信號，進(jìn)行AD采樣并計算得到剩余電流大小與方向；

以及電源模塊，用于給磁調(diào)制模塊、磁解調(diào)模塊以及信號處理模塊供電。

進(jìn)一步具體的，所述的電流互感模塊包括磁芯以及繞制在磁芯上的繞組。

進(jìn)一步具體的，所述的磁芯由納米晶合金或者坡莫合金材料制得。