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零磁通电流传感器基本原理

零磁通电流传感器的基本原理如下图所示,原边电流Ip流过传感器产生一个磁通量,会被次级绕组的副边电流Is所抵消。任何残留未抵消的磁通都会被传感器内部的三个环形绕线磁芯(N1,N2,N3)所检测出来。

 其中N1和N磁芯主要检测DC直流部分的剩磁。N3主要负责交流的检测。振荡器驱动检测DC的两个磁芯,使其反向达到饱和。如果剩余DC磁通量为零,峰值瞬时检测的结果是不同方向的N1与N2电流是相等的。如果不为零,其差分分量与剩余DC磁通量成正比。当增加检测交流的N3,其产生的二次侧电流将会使磁通抵消为零。其功率放大器主要把电流Is转换输入到二次绕组Ns中,其产生的磁通将根据绕至的匝数被放大N倍,通过边界电阻,就可以把电流转换成电压。再通过精密的运算放大器放大其电压信号为用户直接接入仪器等直接使用。
当被测电流超过一定频率之后,功率放大器不再工作,仅作为回路的连通。此时的零磁通电流传感器仅作为一个无源的电流互感器。零磁通电流传感器的带宽上限由传感器头和线缆的杂闪电感和电容有关系。
当零磁通电流传感器为电流型输出时,其二次侧的电流直接作为传感器的输出,不包含边界电阻和精密的运算放大器。