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International Documents and Reports · 一种零纹波直流互感器设计 The design of a zero ripple DC current transformer 高适编译，姜劲校 摘 要：为了在电力电子应用中落实测量电流的高精度、高速度、高可靠性以及没有磁滞影响的要求，本文设计了一种 零纹波直流互感器（DCCT）电路。这种DCCT 电路由二个具有饱和磁心的内部多谐振荡器组成，并与其二相 （反相）时钟脉冲同步。文章给出了DCCT 电路的工作原理和实验测试结果以及它的静态和动态特性。测试表明， 其时钟脉冲在3kHz 以内响应时间为2μs 。 关键词：直流互感器（DCCT），零纹波，晶体管磁心多谐振荡器，二相时钟脉冲 中图分类号：TM4 文献标识码：B 文章编号：1606-7517（2009）06-3-124 为了解决上述这些问题，本文提出了一种直流互感器 采用逆变器实施矢量控制的方法控制交流电动机时， 电路：它由2 个与二相时钟脉冲同步的具有饱和磁心的多 最通用的技术是必须用定子电流获得转矩，而定子电流应是 谐振荡器组成。以前已见过关于三相时钟脉冲基本原理的 交流电流。为了控制电动机的转速，该交流电流的频率应从 报道。那是一种要求有三个饱和磁心的使其电路变得更为 0Hz 变化到几百Hz。为了检测零频（0Hz）电流，传感器必 复杂。在本文中，作者提出了使用元件数量最少的二相（反 须具有一种检测直流电流的功能。同时，为了求得瞬时转矩， 相）电路原理，同时阐述了它们的静态和动态特性。根据 传感器的检测速度应足够高。为此目的，传感器检测电流应 实际检测结果，发现它们具有大的动态范围和快速响应特 从0Hz 直流到几百kHz 的交流，并在温度变化和电磁噪声 性等优势，尤其适合用逆变器的电动机控制。文章对其静 条件下具有足够高的精度和可靠性。在这些方面的应用中， 态和动态特性进行了理论分析并给出了实验与检测结果。 使用了霍尔效应电流传感器，但这种传感器也 存在一些缺陷，如磁心的磁轭存在着磁滞现象， 这就会造成电动机控制时的转矩纹波，同时， 在某些情况下，可能会造成瞬态响应的不够充 分。不过，这些问题是可以通过使用高速饱和 电抗器型直流互感器加以克服，如图1 所示， 借助于内部磁心的互感磁通量的变化，可以检 测出精确的直流电流。再则，在这类电路中， 至少需要3 个低频变压器才能构成该饱和电抗 器型直流互感器。鉴于此，也必然要增加电路 的复杂性和相应地增大了体积，增加了设备的 图 1 饱和电抗器型直流互感器功能方块图，它由检测磁心 成本费用。 低频变压器二个调整器/补偿器和外部振荡器组成 2009.06 124 · International Documents and Reports· 态和时钟脉冲交替产生的。由于二个晶体管由时钟脉冲交 替转换，因此，绕组N1 的感应电压是非对称的，故直流输 以前提出的设计是在多谐振荡器中按感应电压的幅度 入电流I in 可按幅度变化测得。在这种状态下，为适宜在小 检测直流电流的基本原理与方法，通过对这种原理的延伸