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巨磁电阻传感器在直流电流检测中的应用研究

作　者: 李军博
导　师: 刘福贵
学　校: 河北工业大学
专　业: 电工理论与新技术
关键词: 直流电流互感器巨磁电阻效应铁芯
分类号: TM452
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 227次
引　用: 3次
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内容摘要

随着我国特高压直流输电网络的发展,电力行业面临着各种以计算机为核心的新技术应用的挑战,使得传统的直流电流互感器难以满足电力系统进一步发展的要求,因此迫切需要智能化、数字化、小型化的电流互感器面世。在比较各种直流测量原理的基础上,本文采用巨磁电阻(GMR)传感器测量聚磁铁芯气隙的磁场,进而达到测量母线电流的目的。通过比较直放式和磁平衡式两种电流互感器的制作成本和测量精度,选择直放式电流互感器作为本课题的研究方向。采用有限元软件计算并分析了激磁电流与铁芯开口气隙中磁场强度的关系,解决了铁芯磁路的饱和问题,为铁芯的选材及尺寸的确定提供了理论依据,并设计出额定电流为3000A的电流互感器的铁芯结构参数。通过测量GMR传感器的输入输出特性、温度特性、磁滞反应及磁敏感轴角度等指标,确定其线性工作范围,据此制作了量程为0~400A的样机,并进行了线性度实验分析。实验调试证明,该样机的线性度优于0.5%,达到了最初设计的目的。此外还对互感器的高压端供能及抗干扰特性进行了分析。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-12
  §1-1 直流测量的背景及意义  8-9
  §1-2 GMR传感器在直流电流测量领域的发展现状  9-11
  §1-3 本文的研究内容  11-12
第二章直流测量的主要原理  12-21
  §2-1 引言  12
  §2-2 分流器原理  12-13
  §2-3 传统铁芯式直流互感器  13-14
  §2-4 磁光效应原理  14-15
  §2-5 霍尔效应原理  15
  §2-6 罗柯夫斯基线圈原理  15-17
  §2-7 直流比较仪原理  17-18
  §2-8 巨磁电阻效应原理  18-20
  §2-9 本章小结  20-21
第三章铁芯磁路结构的设计  21-29
  §3-1 引言  21-22
  §3-2 直放式电流互感器铁芯结构的设计  22-26
  §3-3 磁平衡式电流互感器铁芯结构的设计  26-28
  §3-4 本章小结  28-29
第四章 GMR传感器的性能测试及互感器的电磁兼容性设计  29-39
  §4-1 引言  29
  §4-2 GMR传感器的技术特性与主要参数  29-32
    4-2-1 工作特征  29-30
    4-2-2 温度特性  30-31
    4-2-3 磁滞现象  31-32
  §4-3 温度补偿电路的设计  32
  §4-4 电流互感器抗干扰性分析  32-38
    4-4-1 变电站中的电磁骚扰  33-34
    4-4-2 电路板的抗干扰措施  34-35
    4-4-3 屏蔽  35
    4-4-4 接地  35-36
    4-4-5 瞬态抑制  36
    4-4-6 电源的抗干扰措施  36-38
  §4-5 本章小结  38-39
第五章线性度实验及结果分析  39-50
  §5-1 引言  39
  §5-2 实验条件及理论分析  39-42
  §5-3 实验结果分析  42-49
    5-3-1 线性度实验  42-46
    5-3-2 调零点  46-47
    5-3-3 有、无铁芯时传感器输出电压比较实验  47-49
  §5-4 本章小结  49-50
第六章全文总结及展望  50-51
参考文献  51-53
致谢  53-54
攻读学位期间所取得的相关科研成果  54

巨磁电阻传感器在直流电流检测中的应用研究

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