蓄電池型脈沖強磁場電源的大電流測量研究.pdf

1、基于高穩(wěn)定度平頂長脈沖磁場的需求,國家脈沖強磁場科學中心(籌)建設了一套蓄電池型脈沖電源系統(tǒng)為磁體供電,以期實現(xiàn)40T以上的平頂長脈沖磁場。整個電源系統(tǒng)需在多個位置實時監(jiān)測高達數十kA的直流大電流,對電流測量具有很高的要求。經過充分調研后發(fā)現(xiàn),國內外滿足此需求的測量裝置普遍存在成本高、系統(tǒng)復雜等問題。據此,本文設計了以Rogowski線圈加積分器為測量主體的長脈沖大電流測量裝置,經過上千次的測試,100s時間內,積分器自身誤差始終低于1

2、％,完全滿足蓄電池脈沖電源系統(tǒng)的測量需求,保障了整個系統(tǒng)正常穩(wěn)定的運行。本文內容主要涉及到直流大電流的測量;長時間低漂移積分器的設計;數據采集的實現(xiàn);測量裝置在整個電源系統(tǒng)各測試環(huán)節(jié)中的應用等。
　　在直流大電流的測量方面,結合Rogowski線圈的原理及優(yōu)點,確定了以Rogowski線圈作為測量電流信號的工具。
　　在積分器的設計方面,比較了常用的幾種積分器,選取模擬積分器作為主積分單元;在明確了數據采集系統(tǒng)所預期實現(xiàn)目標

3、的基礎上,確定了積分器的設計方案;制定出調節(jié)積分器積分誤差的相應措施,并獲得了良好的零漂特性;為積分模塊設計了完善的控制系統(tǒng),使其功能在控制系統(tǒng)的作用下得以很好的實現(xiàn)。
　　在數據采集的實現(xiàn)方面,選用了合適的具有高速度、高精度的采集卡,將其與Rogowski線圈和積分器相配合,繼而在總控系統(tǒng)的作用下,將積分器輸出的信號,一路用于在數據采集界面上的顯示,另一路用于實時保護系統(tǒng)以檢測故障。
　　最后,將長脈沖大電流測量裝置應用于