蓄電池型脈沖強(qiáng)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(qiáng)磁場科學(xué)中心(籌)建設(shè)了一套蓄電池型脈沖電源系統(tǒng)為磁體供電,以期實(shí)現(xiàn)40T以上的平頂長脈沖磁場。整個(gè)電源系統(tǒng)需在多個(gè)位置實(shí)時(shí)監(jiān)測高達(dá)數(shù)十kA的直流大電流,對(duì)電流測量具有很高的要求。經(jīng)過充分調(diào)研后發(fā)現(xiàn),國內(nèi)外滿足此需求的測量裝置普遍存在成本高、系統(tǒng)復(fù)雜等問題。據(jù)此,本文設(shè)計(jì)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(jīng)過上千次的測試,100s時(shí)間內(nèi),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(gè)系統(tǒng)正常穩(wěn)定的運(yùn)行。本文內(nèi)容主要涉及到直流大電流的測量;長時(shí)間低漂移積分器的設(shè)計(jì);數(shù)據(jù)采集的實(shí)現(xiàn);測量裝置在整個(gè)電源系統(tǒng)各測試環(huán)節(jié)中的應(yīng)用等。
　　在直流大電流的測量方面,結(jié)合Rogowski線圈的原理及優(yōu)點(diǎn),確定了以Rogowski線圈作為測量電流信號(hào)的工具。
　　在積分器的設(shè)計(jì)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(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所預(yù)期實(shí)現(xiàn)目標(biāo)

3、的基礎(chǔ)上,確定了積分器的設(shè)計(jì)方案;制定出調(diào)節(jié)積分器積分誤差的相應(yīng)措施,并獲得了良好的零漂特性;為積分模塊設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)。
　　在數(shù)據(jù)采集的實(shí)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(hào),一路用于在數(shù)據(jù)采集界面上的顯示,另一路用于實(shí)時(shí)保護(hù)系統(tǒng)以檢測故障。
　　最后,將長脈沖大電流測量裝置應(yīng)用于