專利名稱：一種用于靜止同步補(bǔ)償器的電流傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電流傳感器，尤其涉及一種用于靜止同步補(bǔ)償器的電流傳感器。
背景技術(shù)：
靜止同步補(bǔ)償器(StaticSynchronous Compensator, STATC0M)是當(dāng)今無(wú)功補(bǔ)償領(lǐng)域最新技術(shù)的代表，屬于靈活柔性交流輸電系統(tǒng)的重要組成部分。靜止同步補(bǔ)償器并聯(lián)于電網(wǎng)中，相當(dāng)于一個(gè)可控的無(wú)功電流源，其無(wú)功電流可以快速地跟隨負(fù)荷無(wú)功電流的變化而變化，自動(dòng)補(bǔ)償電網(wǎng)系統(tǒng)所需無(wú)功功率，對(duì)電網(wǎng)無(wú)功功率實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)級(jí)補(bǔ)償。靜止同步補(bǔ)償器核心部分就是要快速準(zhǔn)確的跟蹤負(fù)荷電流的變化，傳統(tǒng)的靜止同步補(bǔ)償器是通過(guò)電流互感器完成對(duì)負(fù)荷電流的變化的檢測(cè)，但是電流互感器的檢測(cè)精度低，響應(yīng)速度慢，而且過(guò)載能力差，無(wú)法保證靜止同步補(bǔ)償器的可靠運(yùn)行。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于靜止同步補(bǔ)償器的電流傳感器，其在檢測(cè)電路電流變化時(shí)將主電路回路和電子控制電路進(jìn)行隔離，檢測(cè)精度高，響應(yīng)速度快，而且過(guò)載能力強(qiáng)，不損失被測(cè)電路能量。為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案一種用于靜止同步補(bǔ)償器的電流傳感器，其包括環(huán)形磁芯、原邊線圈、副邊補(bǔ)償線圈、霍爾元件、信號(hào)放大電路、開關(guān)電路及測(cè)量電阻；所述環(huán)形磁芯的一側(cè)開設(shè)有缺口，所述原邊線圈繞制在環(huán)形磁芯的另一側(cè)，所述副邊補(bǔ)償線圈繞制在所述缺口兩側(cè)的環(huán)形磁芯上，所述霍爾元件設(shè)置在所述缺口中，所述信號(hào)放大電路連接霍爾元件，所述開關(guān)電路一端連接信號(hào)放大電路，另一端連接副邊補(bǔ)償線圈的輸入端，所述測(cè)量電阻的一端與副邊補(bǔ)償線圈的輸出端的結(jié)點(diǎn)連接靜止同步補(bǔ)償器的單片機(jī)，所述測(cè)量電阻的另一端接地。特別地，所述信號(hào)放大電路包括電阻R1、電阻R2及運(yùn)算放大器Ul ;所述電阻Rl的一端連接霍爾元件，另一端連接運(yùn)算放大器Ul的同向輸入端，電阻R2的一端連接霍爾元件，另一端連接運(yùn)算放大器Ul的反向輸入端，運(yùn)算放大器Ul的輸出端連接開關(guān)電路。特別地，所述開關(guān)電路包括三極管Ql和三極管Q2 ;所述三極管Ql的基極與三極管Q2的基極的結(jié)點(diǎn)與運(yùn)算放大器Ul的輸出端連接，三極管Ql的集電極連接電源端+Vc,三極管Q2的集電極連接電源端-Vc，三極管Ql的發(fā)射極與三極管Q2的發(fā)射極的結(jié)點(diǎn)與副邊補(bǔ)償線圈的輸入端連接。本實(shí)用新型將電路輸入原邊線圈的原邊電流在環(huán)形磁芯中產(chǎn)生的磁場(chǎng)通過(guò)副邊補(bǔ)償線圈中的補(bǔ)償電流進(jìn)行補(bǔ)償，使霍爾元件處于檢測(cè)零磁通的工作狀態(tài)，通過(guò)補(bǔ)償電流精確的反映原邊電流的變化。本實(shí)用新型可以測(cè)量任意波形的電流參量如直流、交流和脈沖波形等，也可以對(duì)瞬態(tài)峰值參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，其副邊補(bǔ)償線圈可以真實(shí)地反映原邊電流的波形，不僅檢測(cè)精度高，響應(yīng)速度快，而且過(guò)載能力強(qiáng)，不損失被測(cè)電路能量，滿足靜止同步補(bǔ)償器要快速準(zhǔn)確的跟蹤電路電流的變化的需要。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的用于靜止同步補(bǔ)償器的電流傳感器結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。請(qǐng)參照?qǐng)D1所示，圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的用于靜止同步補(bǔ)償器的電流傳感器結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)施例中用于靜止同步補(bǔ)償器的電流傳感器包括環(huán)形磁芯T、原邊線圈LZ、副邊補(bǔ)償線圈LB、霍爾元件HB、信號(hào)放大電路、開關(guān)電路及測(cè)量電阻RC。所述環(huán)形磁芯T的一側(cè)開設(shè)有缺口，所述原邊線圈LZ繞制在環(huán)形磁芯T的另一側(cè)，所述副邊補(bǔ)償線圈LB繞制在所述缺口兩側(cè)的環(huán)形磁芯T上，所述霍爾元件HB設(shè)置在所述缺口中，所述信號(hào)放大電路連接霍爾元件HB，所述開關(guān)電路一端連接信號(hào)放大電路，另一端連接副邊補(bǔ)償線圈LB的輸入端，所述測(cè)量電阻RC的一端與副邊補(bǔ)償線圈LB的輸出端的結(jié)點(diǎn)連接靜止同步補(bǔ)償器的單片機(jī)，所述測(cè)量電阻RC的另一端接地。所述信號(hào)放大電路包括電阻R1、電阻R2及運(yùn)算放大器Ul ;所述電阻Rl的一端連接霍爾元件HB，另一端連接運(yùn)算放大器Ul的同向輸入端，電阻R2的一端連接霍爾元件HB，另一端連接運(yùn)算放大器Ul的反向輸入端，運(yùn)算放大器Ul的輸出端連接開關(guān)電路。所述開關(guān)電路包括三極管Ql和三極管Q2 ;所述三極管Ql的基極與三極管Q2的基極的結(jié)點(diǎn)與運(yùn)算放大器Ul的輸出端連接，三極管Ql的集電極連接電源端+Vc，三極管Q2的集電極連接電源端-Vc，三極管Ql的發(fā)射極與三極管Q2的發(fā)射極的結(jié)點(diǎn)與副邊補(bǔ)償線圈LB的輸入端連接。本實(shí)用新型工作過(guò)程如下當(dāng)靜止同步補(bǔ)償器所在主回路有一原邊電流通過(guò)時(shí)，原邊線圈LZ產(chǎn)生磁場(chǎng)，聚集在環(huán)形磁芯T環(huán)內(nèi)并感應(yīng)到霍爾元件HB上，霍爾元件HB產(chǎn)生控制信號(hào)輸出給運(yùn)算放大器Ul進(jìn)行放大，從而驅(qū)動(dòng)開關(guān)電路中的三極管Ql和三極管Q2導(dǎo)通，從而獲得補(bǔ)償電流，補(bǔ)償電流通過(guò)副邊補(bǔ)償線圈LB產(chǎn)生磁場(chǎng)，因?yàn)樵摯艌?chǎng)與原邊電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)正好相反，因此補(bǔ)償了原來(lái)的磁場(chǎng)，從而使霍爾元件HB的輸出逐漸減小。當(dāng)原邊電流與原邊線圈LZ匝數(shù)的乘積和補(bǔ)償電流與副邊補(bǔ)償線圈LB匝數(shù)的乘積相等時(shí)，補(bǔ)償電流的大小將不再增加，這時(shí)的霍爾元件HB起到指示零磁通的作用，電流傳感器達(dá)到磁平衡狀態(tài)，靜止同步補(bǔ)償器的單片機(jī)可以通過(guò)補(bǔ)償電流來(lái)檢測(cè)原邊電流。當(dāng)原邊電流變化時(shí)，磁平衡狀態(tài)受到破壞，霍爾元件HB有信號(hào)輸出，即重復(fù)上述過(guò)程重新達(dá)到新的磁平衡。被測(cè)原邊電流的任何變化都會(huì)破壞上述磁平衡，一旦磁場(chǎng)失去平衡，霍爾元件HB就有信號(hào)輸出，經(jīng)運(yùn)算放大器Ul放大后，立即就有相應(yīng)的補(bǔ)償電流流過(guò)副邊補(bǔ)償線圈LB以補(bǔ)償失衡的磁場(chǎng)。從磁場(chǎng)失衡到再次平衡，所需的時(shí)間理論上不到I微秒，這是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的過(guò)程。本實(shí)用新型的技術(shù)方案可以測(cè)量任意波形的電流參量如直流、交流和脈沖波形等，也可以對(duì)瞬態(tài)峰值參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，其副邊補(bǔ)償線圈可以真實(shí)地反映原邊電流的波形，不僅檢測(cè)精度高，響應(yīng)速度快，而且過(guò)載能力強(qiáng)，不損失被測(cè)電路能量，滿足靜止同步補(bǔ)償器要快速準(zhǔn)確的跟蹤電路電流的變化的需要。上述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用技術(shù)原理，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于靜止同步補(bǔ)償器的電流傳感器，其特征在于，包括:環(huán)形磁芯、原邊線圈、副邊補(bǔ)償線圈、霍爾元件、信號(hào)放大電路、開關(guān)電路及測(cè)量電阻； 所述環(huán)形磁芯的一側(cè)開設(shè)有缺口，所述原邊線圈繞制在環(huán)形磁芯的另一側(cè)，所述副邊補(bǔ)償線圈繞制在所述缺口兩側(cè)的環(huán)形磁芯上，所述霍爾元件設(shè)置在所述缺口中，所述信號(hào)放大電路連接霍爾元件，所述開關(guān)電路一端連接信號(hào)放大電路，另一端連接副邊補(bǔ)償線圈的輸入端，所述測(cè)量電阻的一端與副邊補(bǔ)償線圈的輸出端的結(jié)點(diǎn)連接靜止同步補(bǔ)償器的單片機(jī)，所述測(cè)量電阻的另一端接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于靜止同步補(bǔ)償器的電流傳感器，其特征在于，所述信號(hào)放大電路包括電阻R1、電阻R2及運(yùn)算放大器Ul ;所述電阻Rl的一端連接霍爾元件，另一端連接運(yùn)算放大器Ul的同向輸入端，電阻R2的一端連接霍爾元件，另一端連接運(yùn)算放大器Ul的反向輸入端，運(yùn)算放大器Ul的輸出端連接開關(guān)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于靜止同步補(bǔ)償器的電流傳感器，其特征在于，所述開關(guān)電路包括三極管Ql和三極管Q2 ;所述三極管Ql的基極與三極管Q2的基極的結(jié)點(diǎn)與運(yùn)算放大器Ul的輸出端連接，三極管Ql的集電極連接電源端+Vc，三極管Q2的集電極連接電源端-Vc，三極管Ql的 發(fā)射極與三極管Q2的發(fā)射極的結(jié)點(diǎn)與副邊補(bǔ)償線圈的輸入端連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種用于靜止同步補(bǔ)償器的電流傳感器，其包括環(huán)形磁芯、原邊線圈、副邊補(bǔ)償線圈、霍爾元件、信號(hào)放大電路、開關(guān)電路及測(cè)量電阻。所述環(huán)形磁芯的一側(cè)開設(shè)有缺口，所述原邊線圈繞制在環(huán)形磁芯的另一側(cè)，所述副邊補(bǔ)償線圈繞制在所述缺口兩側(cè)的環(huán)形磁芯上，所述霍爾元件設(shè)置在所述缺口中，所述信號(hào)放大電路連接霍爾元件，所述開關(guān)電路一端連接信號(hào)放大電路，另一端連接副邊補(bǔ)償線圈的輸入端，測(cè)量電阻的一端與副邊補(bǔ)償線圈的輸出端的結(jié)點(diǎn)連接靜止同步補(bǔ)償器的單片機(jī)，所述測(cè)量電阻的另一端接地。本實(shí)用新型的檢測(cè)精度高，響應(yīng)速度快，而且過(guò)載能力強(qiáng)，不損失被測(cè)電路能量。
文檔編號(hào)G01R19/00GK202916330SQ201220589980
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者王國(guó)華, 許明君, 許錫海, 谷霄飛 申請(qǐng)人:無(wú)錫市錫容電力電器有限公司