پیشنهاد حل برای ترانسفورماتور جریان ولتاژ پایین در سناریوهای موجک پیچیده با فرکانس بالا
مفهوم راه‌حل اصلی
از محدودیت‌های اشباع مغناطیسی عبور کرده و از اصل القای الکترومغناطیسی برای طراحی نوآورانه استفاده می‌کند. اندازه‌گیری دقیق جریان‌های با فرکانس بالا، مولفه‌های مستقیم و هارمونیک‌های مرتبه بالا را انجام می‌دهد و مشکلات تحریف در سناریوهای موج پیچیده را برطرف می‌کند.
معماری راه‌حل فنی
- واحد حسگر: سیم روگوسکی هواپیما منعطف
- نوآوری‌های ساختاری
- سیم لایه‌دار با دقت بالا به صورت یکنواخت روی یک قالب غیرمغناطیسی و منعطف (مانند رزین/پلاستیک مهندسی) پیچیده شده است
- طراحی مکانیکی دو قطعه‌ای که نصب زنده را پشتیبانی می‌کند (مناسب برای تجهیزات قدیمی و فضاهای محدود)
- اصول تولید سیگنال
⚠ سیگنال خروجی: di/dt (مقدار دیفرانسیل جریان)
➡ مستقیماً نرخ تغییر جریان را نشان می‌دهد و از اثرات تردیدهای هسته جلوگیری می‌کند. - واحد پردازش سیگنال: مدار مجتمع با عملکرد بالا
|
ماژول اصلی |
ویژگی‌های فنی |
شاخص‌های عملکرد |
|
تعیین‌کننده انتگرال‌گیر |
جریان بایاس ورودی بسیار پایین (≤1pA) |
حرارتی: ±0.5μV/°C |
|
کندانسور انتگرال‌گیر |
کندانسور فیلم پلی‌پروپیلن (سطح C0G) |
ثبات ظرفیت >99%@ -40~125°C |
|
جبران‌کننده پویا |
شبکه بازخورد تطبیقی |
کنترل تحریف انتگرال‌گیر >40dB |
|
گسترش باند |
صافی‌کننده فعال چند مرحله‌ای |
پاسخ فرکانسی: DC ~ 1MHz |
- ↳ سیگنال خروجی: Vout = k・I(t) (k ضریب کالیبراسیون است، ولتاژ خطی با جریان متناسب است)
مزایای اصلی نسبت به CTهای سنتی
|
سناریوی نقطه درد |
محدودیت‌های CTهای هسته‌ای سنتی |
مزایای این راه‌حل |
|
جریان کوتاه‌مداری بالا |
ناتوانی در اندازه‌گیری به دلیل اشباع مغناطیسی |
بدون اشباع مغناطیسی |
|
مولفه مستقیم |
عدم توانایی اندازه‌گیری مستقیم ثابت |
پشتیبانی از اندازه‌گیری دقیق مولفه مستقیم |
|
هارمونیک‌های با فرکانس بالا |
کاهش سیگنال فرکانس بالا به دلیل اتلاف در هسته |
<0.5% تحریف @ هارمونیک 100kHz |
|
موج‌های پیچیده |
تاخیر فاز و تحریف موج |
تاخیر گروهی <10ns |
|
انعطاف‌پذیری نصب |
نیاز به نصب بدون برق / فضا محدود |
طراحی دو قطعه‌ای انعطاف‌پذیر، نصب در ۳ ثانیه |
سناریوهای کاربردی نمونه
- نظارت بر خروجی معکوس‌کننده
- به صورت دقیق نوسانات با فرکانس بالا ناشی از تغییر IGBT (مانند 20-150kHz) را ضبط می‌کند
- مثال: تحلیل هارمونیک در یک کارخانه معکوس‌کننده خورشیدی، خطای اندازه‌گیری هارمونیک ۵۰ام (2.5kHz) از ۱۲٪ به ۰.۸٪ کاهش یافت.
- تشخیص خطا آرک
- پاسخ نانوثانی به جریان‌های پالسی سطح میکروسکوپی در زمان شروع آرک (>100A/μs)
- کاربرد: محافظت آرک در کابینت‌های توزیع داده‌کنتر، زمان پاسخ به ۳۰۰μs کاهش یافت.
- سیستم‌های تراکشن لوکوموتیوها
- تحلیل همزمان مولفه‌های تأمین مستقیم و سیگنال‌های حامل PWM (فرکانس حامل 2-5kHz)
- داده‌های اندازه‌گیری: دقت کلاس ۱ برای مستقیم ۱۵۰۰V + جریان نوسانی ۴kHz حفظ شد.
خلاصه پارامترهای فنی کلیدی
|
مورد |
پارامتر |
|
محدوده اندازه‌گیری |
10mA ~ 100kA (پیک) |
|
پاسخ فرکانسی |
DC – 1.5MHz (-3dB) |
|
خطا خطی |
≤ ±0.2% FS |
|
سوراخ نصب |
Φ50mm ~ Φ300mm (سفارشی سازی پذیر) |
|
دمای عملیاتی |
-40℃ ~ +85℃ |
|
گواهینامه‌های ایمنی |
IEC 61010, EN 50178 |
خلاصه ارزش راه‌حل
پیشرفت‌های فنی سه‌بعدی:
- نوآوری لایه فیزیکی: ساختار هواپیما مخاطره اشباع مغناطیسی را کاملاً حذف می‌کند و عمر را ۱۰ برابر می‌کند.
- دقت لایه سیگنال: پهنای باند ۱MHz + پاسخ زیر میکروسکوپی امکان حس‌گیری با دقت بالا برای IoT انرژی را فراهم می‌کند.
- سادگی لایه مهندسی: طراحی دو قطعه‌ای هزینه‌های متوقف‌شدگی O&M را ۹۰٪ کاهش می‌دهد.
