25kA霍尔传感器在EAST纵场电源中的研究与应用.pdfVIP

138 传感器与微系统 (TransducerandMicrosystemTechnologies) 2010年 第29卷 第 ll期 25kA霍尔传感器在 EAST纵场 电源 中的研究与应用 刘小源，许 留伟 ，江加福 ，蒋 力 (中国科学院 等离子体物理研究所 。安徽 合肥 230031) 摘 要：在详细分析霍尔电流传感器磁路的基础上，推导出电流传感器直流传递函数。并通过 ANSYS电 磁仿真软件对传感器进行三维电磁场仿真计算，验证了理论计算的正确性。最后给出了25kA霍尔电流 传感器的主要参数及其在EAST纵场电源中的应用。 关键词：霍尔传感器；EAST纵场电源；ANSYS 中图分类号：TP212 文献标识码：A 文章编号：1000—9787(2010)11-0138-03 Studyand applicationof25kA Hallsensor in EAST toroidalpowersupply LIUXiao—yuan，XU Liu—wei，JIANG Jia—fu，JIANGLi (InstituteofPlasmaPhysics，ChineseAcademyofSciences，Hefei230031，China) Abstract：OnthebasisofthedetailedanalysisonthemagneticcircuitoftheHallcurrentsensor．theDCtransfer functionofcurrentsensorwas deduced．The correctnessofthe theoreticalcalculations is verified by 3-D electromagneticfield simulation andcalculationsthrough theelectr0n1agneti：【simulation softwareANSYS．Main parametersof the 25 kA Hallcurrent sensor and itsapplication in EAST toroidalfield power supply was introduced． Keywords：Hallcurrentsensor；EAST tornidalpowersupply；ANSYS 0 引 言 测量副边 电流 就可以精确地计算出原边电流 ，】。 EAST是我国白行设计研制的世界上第 1个全超导托卡 马克核聚变试验装置。纵场 电源作为纵场 (toroidalfield， TF)超导磁体的励磁 电源，它使 EAST纵场超导磁体在等离 子体中心产生最大场强为3．5T的稳态纵向磁场。纵场磁体 是超导磁体，正常情况下，此纵场线圈处于长时间连续运行 图 1 霍尔电流传 感器 的低电压、大电流状态，其设计参数为 18V／16kA。纵场 电 Fig 1 Hallcurrentsensor 源系统的安全可靠运行对于装置运行的性能与安全、物理实 为了避免空间磁场与工作环境对霍尔电流传感器测量 验的成败与效率都有着至关重要的作用。昕以，如何快速可 精度的影响，国内外许多文献 通过二维空间有限元仿真 靠地检测高达 16kA的直流大电流是确保纵场电源系统安 对霍尔电流传感器的磁场进行分析，但 由于传感器模型不满 全工作的主要 问题之一。由于闭环霍尔电流传感器具有频