直流大电流计量标准装置——高精密电流总加器的研究

论文摘要

随着“十一五”期间单位国内生产总值能耗减低20%的约束性指标的提出,国家质检总局明确提出了要开展高准确度测量方法、现场快速计量检定、检测、校准技术与方法的开发研究等。目前,我国电解铝、电解烧碱等企业,不能对直流耗电进行直接的检测,能源浪费严重。因而,建立直流大电流监测计量标准装置和量传体系,统一全国直流大电流量值,对这些企业电耗进行科学的评估显得迫在眉睫。本课题研究的直流大电流计量标准装置——高精密电流总加器,是直接测量六路直流电流总和的新型高精密仪器。首先,本文介绍了磁调制器的原理以及直流电流比较仪的原理,并将直流电流比较仪的原理运用到电流总加器的研究中。其次,设计电流总加器的磁调制器结构及磁调制器的绕组等。磁调制器直接影响电流总加器的灵敏度,并决定电流总加器的算法,这是本文的设计重点。再次,设计电流总加器的主要电路,包括激励源系统设计、反馈系统设计等。最后,对电流总加器的误差进行分析,并对电流总加器的磁调制器铁芯进行配对实验和灵敏度测试,以及通过MATLAB对电流总加器系统进行精度仿真等。从电流总加器系统的实验及仿真结果可以看出,电流总加器的灵敏度非常高,并具有较好的稳定性及动态响应性能,且其精度明显优于预期的0.005级。电流总加器既可以精确地对直流电流实行总加,又可以作为标准装置与直流大电流测量装置进行比对,实现数百KA大型传感器的在线校验。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的背景及研究意义
• 1.2 国内外发展现状
• 1.3 本课题的主要任务
• 2 电流总加器的原理
• 2.1 磁调制器的原理
• 2.2 方波激励的偶次谐波型磁调制器
• 2.3 直流电流比较仪的原理
• 2.4 电流总加器的原理
• 2.5 本章小结
• 3 电流总加器磁调制器的设计
• 3.1 电流总加器磁调制器结构的设计
• 3.2 电流总加器磁调制器绕组的设计
• 3.3 本章小结
• 4 电流总加器的主要电路设计
• 4.1 激励源系统设计
• 4.2 反馈系统设计
• 4.3 本章小结
• 5 电流总加器的误差分析与仿真实验数据
• 5.1 电流总加器的主要误差分析
• 5.2 总加测量系统的主要误差分析
• 5.3 电流总加器的仿真实验数据
• 5.4 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献