专利名称：一种用于静止同步补偿器的电流传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电流传感器，尤其涉及一种用于静止同步补偿器的电流传感器。
背景技术：
静止同步补偿器(StaticSynchronous Compensator, STATC0M)是当今无功补偿领域最新技术的代表，属于灵活柔性交流输电系统的重要组成部分。静止同步补偿器并联于电网中，相当于一个可控的无功电流源，其无功电流可以快速地跟随负荷无功电流的变化而变化，自动补偿电网系统所需无功功率，对电网无功功率实现动态无级补偿。静止同步补偿器核心部分就是要快速准确的跟踪负荷电流的变化，传统的静止同步补偿器是通过电流互感器完成对负荷电流的变化的检测，但是电流互感器的检测精度低，响应速度慢，而且 过载能力差，无法保证静止同步补偿器的可靠运行。

发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种用于静止同步补偿器的电流传感器，其在检测电路电流变化时将主电路回路和电子控制电路进行隔离，检测精度高，响应速度快，而且过载能力强，不损失被测电路能量。为达此目的，本发明采用以下技术方案一种用于静止同步补偿器的电流传感器，其包括环形磁芯、原边线圈、副边补偿线圈、霍尔元件、信号放大电路、开关电路及测量电阻；所述环形磁芯的一侧开设有缺口，所述原边线圈绕制在环形磁芯的另一侧，所述副边补偿线圈绕制在所述缺口两侧的环形磁芯上，所述霍尔元件设置在所述缺口中，所述信号放大电路连接霍尔元件，所述开关电路一端连接信号放大电路，另一端连接副边补偿线圈的输入端，所述测量电阻的一端与副边补偿线圈的输出端的结点连接静止同步补偿器的单片机，所述测量电阻的另一端接地。特别地，所述信号放大电路包括电阻R1、电阻R2及运算放大器Ul ;所述电阻Rl的一端连接霍尔元件，另一端连接运算放大器Ul的同向输入端，电阻R2的一端连接霍尔元件，另一端连接运算放大器Ul的反向输入端，运算放大器Ul的输出端连接开关电路。特别地，所述开关电路包括三极管Ql和三极管Q2 ;所述三极管Ql的基极与三极管Q2的基极的结点与运算放大器Ul的输出端连接，三极管Ql的集电极连接电源端+Vc,三极管Q2的集电极连接电源端-Vc，三极管Ql的发射极与三极管Q2的发射极的结点与副边补偿线圈的输入端连接。本发明将电路输入原边线圈的原边电流在环形磁芯中产生的磁场通过副边补偿线圈中的补偿电流进行补偿，使霍尔元件处于检测零磁通的工作状态，通过补偿电流精确的反映原边电流的变化。本发明可以测量任意波形的电流参量如直流、交流和脉冲波形等，也可以对瞬态峰值参数进行测量，其副边补偿线圈可以真实地反映原边电流的波形，不仅检测精度高，响应速度快，而且过载能力强，不损失被测电路能量，满足静止同步补偿器要快速准确的跟踪电路电流的变化的需要。


图I为 本发明实施例提供的用于静止同步补偿器的电流传感器结构图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。请参照图I所示，图I为本发明实施例提供的用于静止同步补偿器的电流传感器结构图。本实施例中用于静止同步补偿器的电流传感器包括环形磁芯T、原边线圈LZ、副边补偿线圈LB、霍尔元件HB、信号放大电路、开关电路及测量电阻RC。所述环形磁芯T的一侧开设有缺口，所述原边线圈LZ绕制在环形磁芯T的另一侧，所述副边补偿线圈LB绕制在所述缺口两侧的环形磁芯T上，所述霍尔元件HB设置在所述缺口中，所述信号放大电路连接霍尔元件HB，所述开关电路一端连接信号放大电路，另一端连接副边补偿线圈LB的输入端，所述测量电阻RC的一端与副边补偿线圈LB的输出端的结点连接静止同步补偿器的单片机，所述测量电阻RC的另一端接地。所述信号放大电路包括电阻R1、电阻R2及运算放大器Ul ;所述电阻Rl的一端连接霍尔元件HB，另一端连接运算放大器Ul的同向输入端，电阻R2的一端连接霍尔元件HB，另一端连接运算放大器Ul的反向输入端，运算放大器Ul的输出端连接开关电路。所述开关电路包括三极管Ql和三极管Q2 ;所述三极管Ql的基极与三极管Q2的基极的结点与运算放大器Ul的输出端连接，三极管Ql的集电极连接电源端+Vc，三极管Q2的集电极连接电源端-Vc，三极管Ql的发射极与三极管Q2的发射极的结点与副边补偿线圈LB的输入端连接。本发明工作过程如下当静止同步补偿器所在主回路有一原边电流通过时，原边线圈LZ产生磁场，聚集在环形磁芯T环内并感应到霍尔元件HB上，霍尔元件HB产生控制信号输出给运算放大器Ul进行放大，从而驱动开关电路中的三极管Ql和三极管Q2导通，从而获得补偿电流，补偿电流通过副边补偿线圈LB产生磁场，因为该磁场与原边电流产生的磁场正好相反，因此补偿了原来的磁场，从而使霍尔元件HB的输出逐渐减小。当原边电流与原边线圈LZ匝数的乘积和补偿电流与副边补偿线圈LB匝数的乘积相等时，补偿电流的大小将不再增加，这时的霍尔元件HB起到指示零磁通的作用，电流传感器达到磁平衡状态，静止同步补偿器的单片机可以通过补偿电流来检测原边电流。当原边电流变化时，磁平衡状态受到破坏，霍尔元件HB有信号输出，即重复上述过程重新达到新的磁平衡。被测原边电流的任何变化都会破坏上述磁平衡，一旦磁场失去平衡，霍尔元件HB就有信号输出，经运算放大器Ul放大后，立即就有相应的补偿电流流过副边补偿线圈LB以补偿失衡的磁场。从磁场失衡到再次平衡，所需的时间理论上不到I微秒，这是一个动态平衡的过程。本发明的技术方案可以测量任意波形的电流参量如直流、交流和脉冲波形等，也可以对瞬态峰值参数进行测量，其副边补偿线圈可以真实地反映原边电流的波形，不仅检测精度高，响应速度快，而且过载能力强，不损失被测电路能量，满足静止同步补偿器要快速准确的跟踪电路电流的变化的需要。
上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种用于静止同步补偿器的电流传感器，其特征在于，包括环形磁芯、原边线圈、副边补偿线圈、霍尔元件、信号放大电路、开关电路及测量电阻； 所述环形磁芯的一侧开设有缺口，所述原边线圈绕制在环形磁芯的另一侧，所述副边补偿线圈绕制在所述缺口两侧的环形磁芯上，所述霍尔元件设置在所述缺口中，所述信号放大电路连接霍尔元件，所述开关电路一端连接信号放大电路，另一端连接副边补偿线圈的输入端，所述测量电阻的一端与副边补 偿线圈的输出端的结点连接静止同步补偿器的单片机，所述测量电阻的另一端接地。
2.根据权利要求I所述的用于静止同步补偿器的电流传感器，其特征在于，所述信号放大电路包括电阻R1、电阻R2及运算放大器Ul ;所述电阻Rl的一端连接霍尔元件，另一端连接运算放大器Ul的同向输入端，电阻R2的一端连接霍尔元件，另一端连接运算放大器Ul的反向输入端，运算放大器Ul的输出端连接开关电路。
3.根据权利要求I所述的用于静止同步补偿器的电流传感器，其特征在于，所述开关电路包括三极管Ql和三极管Q2 ;所述三极管Ql的基极与三极管Q2的基极的结点与运算放大器Ul的输出端连接，三极管Ql的集电极连接电源端+Vc，三极管Q2的集电极连接电源端-Vc，三极管Ql的发射极与三极管Q2的发射极的结点与副边补偿线圈的输入端连接。
全文摘要
本发明公开一种用于静止同步补偿器的电流传感器，其包括环形磁芯、原边线圈、副边补偿线圈、霍尔元件、信号放大电路、开关电路及测量电阻。所述环形磁芯的一侧开设有缺口，所述原边线圈绕制在环形磁芯的另一侧，所述副边补偿线圈绕制在所述缺口两侧的环形磁芯上，所述霍尔元件设置在所述缺口中，所述信号放大电路连接霍尔元件，所述开关电路一端连接信号放大电路，另一端连接副边补偿线圈的输入端，所述测量电阻的一端与副边补偿线圈的输出端的结点连接静止同步补偿器的单片机，所述测量电阻的另一端接地。本发明的检测精度高，响应速度快，而且过载能力强，不损失被测电路能量。
文档编号G01R19/04GK102928649SQ20121044822
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月9日 优先权日2012年11月9日
发明者王国华, 许明君, 许锡海, 谷霄飞 申请人:无锡市锡容电力电器有限公司