發(fā)布時間：2021-08-29 15:40

　　電氣量傳感技術(shù)是測量、監(jiān)控、管理電能使用的關(guān)鍵技術(shù),有效的電氣量測量可在工業(yè)、商業(yè)和家用能源系統(tǒng)中實現(xiàn)更好的狀態(tài)感知和能量管理,從而促進節(jié)能減排。然而現(xiàn)有的傳感器存在許多不足,無法滿足電網(wǎng)數(shù)字化的發(fā)展需求。已有的電流傳感技術(shù)大多適用于單導(dǎo)體系統(tǒng),無法同時測量多導(dǎo)體系統(tǒng)中的電流值。不論是面向單相系統(tǒng)的雙回供電線路還是面向三相系統(tǒng)的三相電纜,在負荷正常工作時,都無法在不破壞導(dǎo)體封裝的情況下逐一測量其中的導(dǎo)體,這就造成了電氣量獲取的困難。此外,由于系統(tǒng)中電流和電壓的相角是在不斷變化的,在沒有電壓參考時,電流傳感器獲得的相角信息無法用于諧波矢量計算等運算,因此非侵入式的電流電壓集成傳感裝置是電氣量傳感技術(shù)的研究方向。本文面向不同應(yīng)用場景中電氣量測量的實際需求,提出了面向單相系統(tǒng)的非侵入式電磁集成傳感器和面向三相系統(tǒng)的非侵入式全電流傳感器陣列的設(shè)計方案,并開發(fā)了原型樣機完成驗證。所設(shè)計的非侵入式測量裝置能夠便利安裝在多種多導(dǎo)體系統(tǒng)中,其測量精度能夠滿足多數(shù)應(yīng)用場景的要求。 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

電流互感器原理圖

浙江大學碩士學位論文第一章緒論—3—圖1-2羅氏線圈原理圖霍爾電流傳感器是采用半導(dǎo)體材料制成的基于霍爾效應(yīng)的電流傳感器。所謂霍爾效應(yīng)，指的是在磁場中的洛倫茲力的作用下，運動的帶電粒子會發(fā)生偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。電流產(chǎn)生的磁場讓霍爾材料中的帶電粒子往一個方向累積，從而產(chǎn)生電勢差。如圖1-3，霍爾元件用于檢測被測電流產(chǎn)生的聚集磁�；魻栞敵鲭妷航�(jīng)過放大和標定后即可得到被測電流的大校霍爾傳感器精度高，響應(yīng)快，但是存在較大的溫差，且存在不可避免的不等位電勢[13]。圖1-3霍爾傳感器原理圖光學電子式電流傳感器的原理是法拉第磁光效應(yīng)。法拉第磁光效應(yīng)指的是，磁光材料在磁場的作用下會使入射偏振光在經(jīng)過磁光材料之后偏振角度發(fā)生變化。圖1-4中，S為光源，P為起偏器，M為磁光玻璃，A為檢偏器，D為光強檢測器。經(jīng)過檢偏器的偏振光在通過有磁場作用下的磁光玻璃時，偏振光的角度發(fā)生旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角和磁場強度H沿光傳播方向的線積分成正比例關(guān)系。通過測得線偏振光的旋轉(zhuǎn)角度就可求出產(chǎn)生磁場的導(dǎo)體中的電流值。

浙江大學碩士學位論文第一章緒論—3—圖1-2羅氏線圈原理圖霍爾電流傳感器是采用半導(dǎo)體材料制成的基于霍爾效應(yīng)的電流傳感器。所謂霍爾效應(yīng)，指的是在磁場中的洛倫茲力的作用下，運動的帶電粒子會發(fā)生偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。電流產(chǎn)生的磁場讓霍爾材料中的帶電粒子往一個方向累積，從而產(chǎn)生電勢差。如圖1-3，霍爾元件用于檢測被測電流產(chǎn)生的聚集磁�；魻栞敵鲭妷航�(jīng)過放大和標定后即可得到被測電流的大校霍爾傳感器精度高，響應(yīng)快，但是存在較大的溫差，且存在不可避免的不等位電勢[13]。圖1-3霍爾傳感器原理圖光學電子式電流傳感器的原理是法拉第磁光效應(yīng)。法拉第磁光效應(yīng)指的是，磁光材料在磁場的作用下會使入射偏振光在經(jīng)過磁光材料之后偏振角度發(fā)生變化。圖1-4中，S為光源，P為起偏器，M為磁光玻璃，A為檢偏器，D為光強檢測器。經(jīng)過檢偏器的偏振光在通過有磁場作用下的磁光玻璃時，偏振光的角度發(fā)生旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角和磁場強度H沿光傳播方向的線積分成正比例關(guān)系。通過測得線偏振光的旋轉(zhuǎn)角度就可求出產(chǎn)生磁場的導(dǎo)體中的電流值。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3370920