一種開環(huán)直流大電流檢測裝置的磁路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種開環(huán)直流大電流檢測裝置的磁路，包括坡莫合金磁環(huán)，該坡莫合金磁環(huán)沿周向均勻開設(shè)若干條細縫，優(yōu)選的，各細縫的縫寬相等。本實用新型的對稱等縫寬開縫磁環(huán)結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有直流電流檢測裝置磁環(huán)結(jié)構(gòu)相比較主要的優(yōu)點是磁環(huán)為開環(huán)鉗式，使用的時候直接將導(dǎo)線放入環(huán)內(nèi)，簡單方便；使用的材料為超高磁導(dǎo)率超低矯頑力的超順磁材料坡莫合金，每次測量后剩磁少，對下次測量影響??；開縫后能夠有效抑制磁飽和想象，使能夠測得的最大電流比同種材料不開縫時大很多；所開縫寬幾乎不產(chǎn)生漏磁，保證測量的精度，因此具有很好的實用性。
【專利說明】—種開環(huán)直流大電流檢測裝置的磁路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及檢測直流電流的直流電流檢測裝置，具體涉及一種開環(huán)直流大電流檢測裝置的磁路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，檢測直流電流的磁環(huán)裝置使用的材料多為硅鋼片、錳鋅鐵氧體等，這些材料的矯頑力較大，一次測量后剩磁較多，對下次的測量會產(chǎn)生影響，從而影響測量的準(zhǔn)確度。同時，相對磁導(dǎo)率與坡莫合金相比低很多，在測量時容易達到飽和，不能達到工程中直流大電流的測量要求。該對稱等縫寬開縫磁環(huán)所用的材料為坡莫合金，相對磁導(dǎo)率最高達到200000,與其他材料相比，磁路不容易達到飽和，矯頑力為0.8A/m,剩磁少，對再次測量影響小。
[0003]目前所用的直流電流檢測裝置在結(jié)構(gòu)上，磁環(huán)多為閉環(huán)。測量時，需要預(yù)先將測量裝置放在導(dǎo)線上或者將線斷開再放入磁環(huán)，這樣不能隨時測量，也會影響正常的工作及生產(chǎn)并且檢測大電流時將線路斷開會造成安全隱患。對稱等縫寬開縫磁環(huán)結(jié)構(gòu)使用方便，測量時只需要將磁環(huán)做成方便打開的鉗式，卡在導(dǎo)線上即可測量。磁環(huán)對稱開縫后，縫間充滿空氣，空氣的磁導(dǎo)率遠遠小于坡莫合金，這樣測量電流時不容易達到飽和，可以測量較大的直流電流。此結(jié)構(gòu)縫寬較小，基本無漏磁，保證了測量的精確度。西安交通大學(xué)的索南加樂和周德生教授公布過一種直流電流測量的新思路，其方法是在待測直流電流周圍放置一鐵心，并通過另一控制電流來控制該鐵心的飽和狀況，控制電流產(chǎn)生的磁場與待測電流產(chǎn)生的磁場正交，使得鐵心磁導(dǎo)率周期性變化，則待測電流在鐵心中產(chǎn)生的就是一個交變的磁場，隨著鐵心磁導(dǎo)率的變化而變化。在控制電流固定的情況下，磁場的變化將與成正比，通過線圈的感應(yīng)電壓獲得磁場的變化情況而算出直流電流的大小。此種方法使用起來較為繁瑣，并且使用了外加控制電流會通過改變鐵心磁導(dǎo)率間接影響待測電流，造成測量結(jié)果不準(zhǔn)確。
實用新型內(nèi)容
[0004]因此，針對上述的問題，本實用新型提出一種開環(huán)直流大電流檢測裝置的磁路，采用對稱等縫寬開縫磁環(huán)結(jié)構(gòu)，測量時不需要外加電流，直接利用電磁感應(yīng)原理有磁環(huán)中的磁感應(yīng)強度計算出待測電流的大小，這樣節(jié)約了資源，也不會對待測電流產(chǎn)生影響，從而解決現(xiàn)有技術(shù)之不足。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是，針對直流大電流檢測時聚磁磁路出現(xiàn)磁飽和現(xiàn)象的問題，利用現(xiàn)今性能較好的超順磁材料一坡莫合金作為聚磁磁路，通過對磁路進行開多條對稱等縫寬氣隙，來減小聚磁磁路的飽和程度，使其工作狀態(tài)盡量處于線性區(qū)。坡莫合金的矯頑力小，相對磁導(dǎo)率大，每次測量時不容易達到磁飽并且測量后剩磁很少，多次測量時造成的誤差會很小，最后，通過精密霍爾傳感器進行磁場的測量。通過對此裝置進行反復(fù)調(diào)試，各項參數(shù)進行多次配置與調(diào)試，最終檢測到的直流電流最大可達600A，傳感精度達到0.1A的工程要求。此種新型直流大電流檢測裝置能夠有效地抑制由于檢測電流過大而引起的磁路飽和現(xiàn)象，并且此磁路結(jié)構(gòu)可做成開環(huán)裝置，方便進行實時檢測。
[0006]具體的，一種開環(huán)直流大電流檢測裝置的磁路，包括坡莫合金磁環(huán)，該坡莫合金磁環(huán)沿周向均勻開設(shè)若干條細縫，優(yōu)選的，各細縫的縫寬相等。
[0007]更進一步的,所述細縫的縫寬d范圍為0.1-0.2mm,優(yōu)選的，d=0.1mm。因需要檢測的直流電流的大小與開縫條數(shù)η和縫寬大小d有關(guān)，由于漏磁的大小直接與縫寬的大小有關(guān)，所以縫寬不宜增大較多(經(jīng)過多組仿真實驗驗證，時，漏磁較小，當(dāng)時，漏磁現(xiàn)象較嚴(yán)重，所以，d的大小取較為合適)，除此之外，可以發(fā)現(xiàn)最大檢測直流電流與開縫條數(shù)η成正比，在坡莫合金沒有達到飽和的情況下，為了提高此裝置能夠檢測電流的最大值，在保證漏磁不會影響測量精度的前提下，我們可以通過增加開縫條數(shù)η來提高最大檢測直流電流。作為一個優(yōu)選的方案，所述坡莫合金磁環(huán)上開了八條均勻等縫寬的細縫。
[0008]作為一個優(yōu)選的方案，所述坡莫合金磁環(huán)的內(nèi)徑D0=90mm,外徑Dl=IlOmm,高度h=20mmo
[0009]本實用新型運用坡莫合金材料作為開環(huán)直流大電流檢測裝置的聚磁磁路，利用它超高的磁導(dǎo)率，較小的矯頑力以及剩磁小等特性，方便進行多次測量且很小的剩磁不會對再次測量產(chǎn)生影響；此裝置為開環(huán)鉗式裝置，不與被測電路發(fā)生電接觸，不影響被測電路，不消耗被測電源的功率，并且方便進行實時檢測；對磁環(huán)進行均勻等縫寬地開縫，且所開縫寬較小，在能夠非常有效地解決磁路飽和的問題的同時又能盡量減小磁路的漏磁。
[0010]本實用新型的對稱等縫寬開縫磁環(huán)結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有直流電流檢測裝置磁環(huán)結(jié)構(gòu)相比較主要的優(yōu)點是磁環(huán)為開環(huán)鉗式，使用的時候直接將導(dǎo)線放入環(huán)內(nèi)，簡單方便；使用的材料為超高磁導(dǎo)率超低矯頑力的超順磁材料坡莫合金，每次測量后剩磁少，對下次測量影響??；開縫后能夠有效抑制磁飽和想象，使能夠測得的最大電流比同種材料不開縫時大很多；所開縫寬幾乎不產(chǎn)生漏磁，保證測量的精度，因此具有很好的實用性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型的磁路的俯視圖；
[0012]圖2為本實用新型的磁路的側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0013]現(xiàn)結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進一步說明。
[0014]作為一個較佳的實例，參照圖1和圖2，本實用新型的一種開環(huán)直流大電流檢測裝置，包括坡莫合金磁環(huán)10，該坡莫合金磁環(huán)10沿周向均勻開設(shè)若干條細縫，優(yōu)選的，各細縫的縫寬相等。
[0015]磁路的結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示，該坡莫合金磁環(huán)10的內(nèi)徑D0=90mm，外徑Dl=IlOmm,高度h=20mm,并在磁環(huán)上開了八條均勻等縫寬縫隙,縫寬均為d=0.1mm。
[0016]其中，坡莫合金的相對磁導(dǎo)率為=200000，空氣中的磁導(dǎo)率，破莫合金的飽和磁感應(yīng)強度為。計算磁環(huán)中磁感應(yīng)強度時，我們可以取處的磁感應(yīng)強度為參考，開縫條數(shù)為n，被測電流大小為。根據(jù)安培環(huán)路定理可得:；其中，，，，，；所以可得，。當(dāng)把坡莫合金的飽和磁感應(yīng)強度取為1.0T時，代入上式可得，磁路沒有達到飽和時可以檢測的最大直流電流為:。將此種結(jié)構(gòu)模型當(dāng)推廣到一般情況時，。由于此種聚磁磁路采用破莫合金材料，其磁導(dǎo)率非常大，，所以，。所以，可以發(fā)現(xiàn)需要檢測的直流電流的大小與開縫條數(shù)η和縫寬大小d有關(guān)，由于漏磁的大小直接與縫寬的大小有關(guān)，所以縫寬不宜增大較多(經(jīng)過多組仿真實驗驗證，時，漏磁較小，當(dāng)時，漏磁現(xiàn)象較嚴(yán)重，所以，d的大小取較為合適)，除此之外，可以發(fā)現(xiàn)最大檢測直流電流與開縫條數(shù)η成正比，在坡莫合金沒有達到飽和的情況下，為了提高此裝置能夠檢測電流的最大值，在保證漏磁不會影響測量精度的前提下，我們可以通過增加開縫條數(shù)η來提高最大檢測直流電流。本實施例中，開設(shè)了 8條細縫。
[0017]本實用新型的對稱等縫寬開縫磁環(huán)結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有直流電流檢測裝置磁環(huán)結(jié)構(gòu)相比較主要的優(yōu)點是磁環(huán)為開環(huán)鉗式，使用的時候直接將導(dǎo)線放入環(huán)內(nèi)，簡單方便；使用的材料為超高磁導(dǎo)率超低矯頑力的超順磁材料坡莫合金，每次測量后剩磁少，對下次測量影響小；開縫后能夠有效抑制磁飽和想象，使能夠測得的最大電流比同種材料不開縫時大很多；所開縫寬幾乎不產(chǎn)生漏磁，保證測量的精度。
[0018]盡管結(jié)合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本實用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本實用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細節(jié)上可以對本實用新型做出各種變化，均為本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種開環(huán)直流大電流檢測裝置的磁路，其特征在于:包括坡莫合金磁環(huán)，該坡莫合金磁環(huán)沿周向均勻開設(shè)若干條細縫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開環(huán)直流大電流檢測裝置的磁路，其特征在于:各細縫的縫寬相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開環(huán)直流大電流檢測裝置的磁路，其特征在于:所述細縫的縫寬d范圍為0.1-0.2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的開環(huán)直流大電流檢測裝置的磁路，其特征在于:細縫的縫寬d=0.1mnin
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的開環(huán)直流大電流檢測裝置的磁路，其特征在于:所述坡莫合金磁環(huán)上開了 8條均勻等縫寬的細縫。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的開環(huán)直流大電流檢測裝置的磁路，其特征在于:所述坡莫合金磁環(huán)的內(nèi)徑D0=90mm,外徑Dl=IlOmm,高度h=20mm。
【文檔編號】G01R19/00GK203535104SQ201320720004
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】孟鵬飛, 萬敏, 楊晗, 格潤州, 張鵬 申請人:孟鵬飛