[发明专利]一种带前馈的直流电流测量装置及测量方法

说明书

本发明公开了一种带前馈的直流电流测量装置及测量方法，应用于交‑直流整流桥的直流母线电流测量，包括：直流电流传感器、交流电流传感器、前馈直流源和数据采集及控制模块；直流电流传感器包括：圆环形的磁芯、绕制于磁芯上的检测绕组、激励绕组和前馈补偿绕组；前馈直流源、前馈补偿绕组和前馈采样电阻依次串联，进而产生与母线中直流电流方向相反的直流电流；数据采集及控制模块包括MCU、数据采集电路、显示和通讯接口。通过采用上述技术方案，该发明具有较大的量程、较高的测量精度和灵敏度并且该装置不存在虚假平衡的问题；在所设计装置的基础上设计一种直流电流测量方法，以保证装置对直流电流可正确、高效地进行测量。

技术领域

本发明涉及直流电流源技术领域，特别是涉及一种带前馈的直流电流测量装置及测量方法。

背景技术

直流电流广泛应用于工业领域，并且不同领域所需直流电流幅值并不相同，因此需要一种宽量程并且具有足够精度的直流电流测量方法与设备。现有技术中可用于直流电流测量的基于霍尔原理和磁通门原理的直流传感器的测量范围有限，在较大的直流电流下会饱和；而用于较大直流电流测量的设备一般基于零磁通原理，主要包括磁调制直流比较仪和磁放大器直流比较仪。但是，磁调制器灵敏度高并且漂移低，但在原理上存在虚假平衡点，影响可靠性；而磁放大器虽然无虚假平衡点，但存在低端性能差、初始电流大、对较小的直流电流不敏感和易产生电流过冲等缺点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种带前馈的直流电流测量装置及测量方法，该带前馈的直流电流测量装置及测量方法具有较大的量程、较高的测量精度和灵敏度并且该装置不存在虚假平衡的问题；在所设计装置的基础上设计一种直流电流测量方法，以保证装置对直流电流可正确、高效地进行测量。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种带前馈的直流电流测量装置，应用于交-直流整流桥的直流母线电流测量，至少包括：

用于测量直流母线上电流的直流电流传感器；所述直流电流传感器包括：圆环形的磁芯、绕制于磁芯上的检测绕组、激励绕组和前馈补偿绕组；所述直流母线从磁芯的中心穿过；

用于测量整流桥交流侧电流大小的交流电流传感器；

前馈直流源；所述前馈直流源、前馈补偿绕组和前馈采样电阻依次串联，进而产生与母线中直流电流方向相反的直流电流；

数据采集及控制模块；所述数据采集及控制模块包括MCU、数据采集电路、显示和通讯接口；数据采集及控制模块首先采集交流电流信号，并且获取整流桥开关器件的触发角信息，根据交流电流值与触发角角度估算直流侧直流电流幅值，并控制前馈直流源所产生的电流幅值，并且根据直流电流传感器检测绕组所测得的信号计算出前馈补偿后的直流电流值，根据前馈采样电阻电压计算前馈补偿绕组电流值，最后根据前馈补偿后的直流电流值和前馈补偿绕组中的电流值以及前馈补偿绕组匝数，综合计算母线中实际的直流电流幅值。

一种带前馈的直流电流测量装置的测量方法，包括如下步骤：

步骤101、交流电流传感器测量整流桥交流侧电流大小，并发送给数据采集及控制模块；

步骤102、数据采集及控制模块获取整流桥开关器件的触发角信息；

步骤103、数据采集及控制模块根据交流电流值与触发角角度估算直流侧直流电流幅值；

步骤104、数据采集及控制模块控制前馈直流源所产生的电流幅值，并且根据直流电流传感器检测绕组所测得的信号计算出前馈补偿后的直流电流值；

步骤105、数据采集及控制模块根据前馈采样电阻电压计算前馈补偿绕组电流值，最后根据前馈补偿后的直流电流值和前馈补偿绕组中的电流值以及前馈补偿绕组匝数，综合计算母线中实际的直流电流幅值。

本发明具有的优点和积极效果是：