[發明專利]一種磁平衡直流電流傳感器的磁芯挑選裝置及方法

有效

• 申請號: 202010581097.5
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111701871B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 王東興;朱燕燕;李瑞
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海高等研究院
• 主分類號: B07C5/02
• 分類號: B07C5/02;B07C5/344
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪

本發明提供一種磁平衡直流電流傳感器的磁芯挑選裝置，包括：激勵繞組，繞制于被測磁芯上；調制信號單元，與激勵繞組一端連接；解調單元，與激勵繞組的另一端連接；單匝的第一和第二預留導線，均穿過被測磁芯；功率放大單元，輸入端連接至解調單元，輸出端連接第二預留導線的一端；測試信號單元，連接至第一預留導線的一端，設置為提供測試信號；和測試信號檢測單元，第一電阻和第二電阻均通過電壓輸出端連接到相應預留導線的另一端，且電阻均接地。本發明還提供了挑選方法。本發明的裝置只在被測磁芯上繞制激勵繞組，用單匝的第二預留導線代替檢測頭補償線圈的繞制，不必在電流檢測頭上繞制補償線圈，從而降低了檢測頭的繞制成本。

技術領域

本發明設計磁芯的挑選裝置及方法，具體涉及磁平衡直流電流傳感器的磁芯挑選裝置及方法。

背景技術

隨著電學和電子學的工業應用逐步廣泛和相關技術發展，大量的精細測量需求應運而生。具有交直流電流測量功能的磁調制DCCT(直流電流傳感器，DC Currenttransformers)需要大量研制和生產。

磁平衡直流電流傳感器可以是磁調制直流電流傳感器或者也叫磁通門直流電流傳感器，通常需要3個磁芯通過特定的工藝繞制成符合要求的電流檢測頭。其中的一個繞制線圈的磁芯作為DCCT自身反饋控制系統的磁通檢測單元。由于磁芯退火、加磁的工藝偏差，磁芯的磁特性并不完全一致。這樣，DCCT磁通檢測單元的性能有差異，給批量生產DCCT增加了難度。而且，繞制好的DCCT電流檢測頭的磁通檢測單元性能指標超出預定閾值， DCCT就不能正常工作。

為解決上述問題，通常的做法是重新調整DCCT電路其他參數以適合磁通檢測單元，但會導致DCCT批量生產效率低下，且各電流檢測頭不方便通用。甚至，有些磁芯的性能指標偏離較大，即使重新調整DCCT其他電路參數整個系統的工作狀態無法到達理想的穩定狀態，導致繞制好的電流檢測頭報廢，既浪費人力物力，也浪費自然資源。

研究發現，現有技術在磁調制直流電流傳感器的磁芯挑選方面要么存在較大的誤差不能勝任磁芯挑選任務，要么挑選過程費時費力增加人工成本，尤其試錯法是線圈繞制完成后才能發現問題，造成嚴重的資源浪費。

為保證DCCT性能一致，通常使用磁芯挑選方法有3種：第1種是采用測量磁芯單匝電感量，該方法通過考核磁芯的單匝電感間接地考核了磁芯的平均磁導率，雖然磁芯磁導率越高對電流磁場越靈敏，但測量單匝電感的測量電流會嚴重影響測量結果，從而降低單匝電流的準確度；第2種是測量磁芯的磁滯回線，該方法雖然測試結果較準確但是測量過程繁瑣耗時耗力；第3種是試錯法：從制作好的電流檢測頭中挑選合適的。該方法把挑選的質控點后挪，事后挑選無法控制電流檢測頭的繞制補償線圈的成本。磁調制直流電流傳感器通常由3個磁芯構成，其中一個磁芯上繞組是用來激勵磁芯的；另一個繞組為補償線圈，是用來抵消激勵磁芯的激勵信號，以防激勵信號感應到補償線圈上；第3個磁芯是變壓器磁芯，提高磁調制直流電流傳感器的交流測量能力。通常補償線圈的匝數在千匝量級且繞制完成后，激勵磁芯無法更換。

為克服以上各辦法的不足，需要提供一種方法在DCCT生產流程中把質控點向前設定，且兼顧DCCT批量調試。

發明內容

本發明的目的在于提供一種磁平衡直流電流傳感器的磁芯挑選裝置及方法，以實現低成本的DCCT磁芯挑選，并能保證批量DCCT的一致性。