Rogowski线圈电流传感器的积分器设计

燕山大学毕业设计/论文罗果夫斯基线圈电流传感器积分器的设计*燕山大学2012年6月本科毕业设计(论文)罗果夫斯基线圈电流传感器积分器的设计学院(系):* *专业：08级应用电子学生姓名：* *编号* * *讲师：* *答复日期：2012年6月17日燕山大学毕业设计(论文)任务书学院：电气工程学院系级教学单元：电气工程与自动化学习数字*学生名字*专业贸易班级级别电力需求-2主题命令标题罗果夫斯基线圈电流传感器积分器的设计话题的性质1.科学与工程：工程设计()；工程技术实验研究型()；理论研究类型()；计算机软件类型()；综合()2.管理类()；3.外语()；4.艺术()主题类型1.毕业设计() 2。论文()话题来源科研项目、生产实践、选题等。主想要里面的包含研究了一种能克服低频噪声和零点漂移的反馈电路，给出了积分运算放大器的设计过程，将罗果夫斯基线圈的测量带宽扩展到1兆赫以上。基础这想要乞讨电路传递函数模型的推导。对频率响应设计的结果进行了仿真和测试，并对dI/dt大于100A/us的磁压缩脉冲电流的测量波形进行了仿真和测试，对测量结果进行了分析，并与典型电流互感器进行了比较。参与试验信息材料1雷，“宽带罗果夫斯基换能器的高频改进”，EPE 99会议录，洛桑。1999年9月。2韦福雷，“宽带罗果夫斯基变换器：第2部分积分器”，EPE杂志，第3卷，第2期，第116-122页，19933雷，休森，“高性能罗果夫斯基电流传感器”，国际电气和电子工程师学会工业应用学会，会议录，第5号，第3083-3090页，罗马20004雷，“宽带罗果夫斯基电流传感器第一部分罗果夫斯基线圈”，EPE日报，第3期，第51-59页，19935雷，休森，梅特卡夫，“使用罗果夫斯基线圈进行电流测量中的高频效应”，2005年欧洲电力电子与应用会议，2005年，第1665785页，2005年9月，德国德累斯顿。周末1-4周5-8周9-12周13-16周17-18周应该是结束成为这里面的包含获取信息，分析原则建立了空心线圈和有源外积分电路的数学模型模拟传感头和集成电路的设计是否匹配；模拟结果分析；评估集成电路的性能和局限性；写一篇论文准备回复讲师：* *头衔：讲师，2012年1月2日系级教学单位审批：一年中的月日摘要长期以来，电流传感器在电力系统继电保护和电流测量中占据着不可替代的地位。传统的磁电流传感器用于测量和保护时，其磁路的饱和问题一直困扰着人们。随着继电保护和测量装置向计算机化、数字化方向发展，设备不再需要大功率输出的电流互感器。因此，低功率输出、结构简单、线性度好的罗果夫斯基线圈电子电流传感器引起了人们的关注，并已进入广泛的研究阶段。罗果夫斯基线圈主要用于测量电力系统中的交流大电流、脉冲电流和瞬态电流。本设计主要关注罗果夫斯基线圈的结构参数和电磁参数。重点研究了罗果夫斯基传感头的频率特性。首先，详细介绍了罗果夫斯基线圈测量电流的原理及其等效电路模型。后续的信号处理电路是根据传感头的频率特性设计的。后续电路的主要设计是设计积分器。积分器是基于罗果夫斯基线圈的电子式电流互感器的关键环节之一。本文给出了一种新型结构有源外积分复合罗果夫斯基线圈积分器的设计过程和参数选择方法。在保证传感器具有适当灵敏度的前提下，将传感器的工作频带拓宽到线圈的固有谐振频率。仿真结果表明，新型罗果夫斯基线圈传感器能够在从工频到高频的大带宽测量范围内工作。关键词：罗果夫斯基线圈电流传感器、积分器、传感头等效电路、频率特性摘要长期以来，电流互感器是电力系统中电流测量和继电保护的重要部件。传统的电磁式电流互感器用于测量和保护时，其磁路饱和的问题一直困扰着人们。随着计量保护装置的计算机化和数字化技术的发展，这些装置已经不能与大输出功率的电流互感器相匹配。因此，基于罗果夫斯基线圈的电子式电流互感器以其输出功率小、结构简单、线性度理想等优点引起了人们的关注并得到了广泛的研究。罗果夫斯基线圈在电力工业中越来越多地用于测量高压交流电流。研究了罗果夫斯基线圈的尺寸与电磁之间的关系。本文着重分析了罗果夫斯基线圈的高频特性。本文阐述了罗果夫斯基线圈测量电流的原理及其等效电路模型。根据罗果夫斯基的特点，建立了相应的外部积分电路。描述积分器是描述积分器电路外部的主要问题。积分器是基于罗果夫斯基线圈的电流互感器的关键元件。本文介绍了一种新颖的集成电路，它由自集成电路、无源RC集成电路和有源RC集成电路组成。这种复合积分器改善了换能器在线圈固有频率附近的测量带宽上限。仿真波形验证了传感器在50Hz电网电流和100安/秒脉冲电流测量下工作。关键词：罗果夫斯基线圈传感器、传感头、积分器、等效电路频率特性目录摘要一抽象II第一章引言11.1脉冲高电流测量概述11.2罗氏线圈2的性能优势1.3国内外研发现状21.4本章概述3第二章电流互感器介绍42.1电流互感器的基本概念42.2电流互感器的用途42.3传统电磁电流互感器的原理52.4本章总结7第三章罗果夫斯基线圈8的结构和基本原理3.1罗果夫斯基线圈8的结构3.2罗果夫斯基线圈9的电流测量原理3.3罗果夫斯基线圈与传统电流互感器10的比较3.4罗果夫斯基线圈11的等效电路3.5本章概述12第四章传感头和积分器设计的频率特性分析134.1传感头13的传递函数4.2端子电阻Rt 14的选择4.3两种罗果夫斯基线圈174.3.1自积分罗果夫斯基线圈174.3.2外部集成罗果夫斯基线圈194.4积分器设计204.4.1被动钢筋混凝土外部整体结构及参数设计原则204.4.2主动外部集成224.4.3具有低频衰减性能的有源积分器244.5模拟电路284.6本章概述33第五章罗氏线圈34相关问题及解决方案5.1有源设备的电源345.2小电流测量方法的讨论345.2.1增加罗果夫斯基线圈34的互感5.2.2在积分器之前，使用放大链路来放大感应电压信号375.3罗果夫斯基线圈38的抗干扰措施5.4本章概述38结论39确认41参考文献42附录144附录250附录355附录460附录573第一章引言长期以来，电流互感器对电力系统的测量、继电保护、控制和监测具有重要意义。然而，随着电力系统传输容量的增加，传统的电流互感器由于其传感机理存在一些不可克服的问题：(1)绝缘技术要求复杂。体积大而重，成本高；(2)变压器铁心饱和限制了电流互感器瞬态响应的速度和精度；(3)由于铁芯磁饱和和磁滞回线的影响，电流互感器的瞬态输出电流严重失真。随着电力电子技术和计算机技术的发展，广泛应用于电力系统的微机数字保护装置和电网运行监控系统只需要5V电压信号和A或mA级电流。因此，用低功率、小电流取代电流互感器，将大电流转换成与数字设备相对应的电流水平，是电力系统技术创新面临的首要任务。由于电力系统的发展和传统变压器的上述局限性，迫切需要开发一种新型电流互感器，它具有测量范围大、频带宽、无磁饱和和影响、绝缘性能好、体积小、重量轻、环保无污染等特点。罗果夫斯基线圈是一种均匀缠绕在非磁性骨架上并围绕导体以测量流经导体的电流的线圈。最简单的是一个空心环。罗氏线圈是一种理想的功率电路电流传感器，能够测量大幅度、宽频带、无磁芯饱和的电流脉冲。仅受与之相连的信号处理电路的限制。它可以与标准同轴分路器(1兆赫兹)相比较。重量轻、结构简单、成本低。罗氏线圈没有插入。其柔性结构使其能够围绕半导体开关或缓冲器，因此电路结构不需要改变，并且电路操作不会受到影响。本文