راه‌حل ترانسформاتور جریان کم فشار برای سناریوهای موجک پیچیده با فرکانس بالا
مفهوم راه‌حل اصلی
شکستن محدودیت‌های اشباع مغناطیسی، با استفاده از اصل القای الکترومغناطیسی برای طراحی نوآورانه. دستیابی به اندازه‌گیری دقیق جریان‌های با فرکانس بالا، مولفه‌های مستقیم و هارمونیک‌های مرتبه بالا، حل مشکل تحریف در سینوس‌ها در سناریوهای موج پیچیده.
معماری راه‌حل فنی
- واحد حسگر: لوله روگوسکی هوا-پر شده انعطاف‌پذیر
- نوآوری‌های ساختاری
- سیم لعاب‌دار با دقت بالا به صورت یکنواخت روی یک قاب غیرمغناطیسی و انعطاف‌پذیر (مانند رزین اپوکسی/پلاستیک مهندسی) پیچیده شده است
- طراحی مکانیکی با هسته تقسیم‌شده که نصب زنده را پشتیبانی می‌کند (مناسب برای به‌روزرسانی‌ها و فضاهای محدود)
- اصل تولید سیگنال
⚠ سیگنال خروجی: di/dt (مقدار دیفرانسیل جریان)
➡ به طور مستقیم نرخ تغییر جریان را منعکس می‌کند و از اثرات تاخیرهای هسته اجتناب می‌کند. - واحد پردازش سیگنال: مدار ادغام‌کننده با عملکرد بالا
|
ماژول اصلی |
ویژگی‌های فنی |
شاخص‌های عملکرد |
|
توسعه‌دهنده تقویت‌کننده |
جریان تعصب ورودی بسیار کم (≤1pA) |
حرارت سیفت: ±0.5μV/°C |
|
kondansatör ادغام |
کندانسور پلی‌پروپیلن (سطح C0G) |
ثبات ظرفیت >99%@ -40~125°C |
|
تعويض ديناميكي |
شبکه بازخورد سازگار |
کاهش سیفت ادغام‌کننده >40dB |
|
گسترش باند عرض |
فیلترهای فعال چندمرحله‌ای |
پاسخ فرکانس: DC ~ 1MHz |
- ↳ سیگنال خروجی: Vout = k・I(t) (k ضریب کالیبراسیون است، ولتاژ خطی به جریان متناسب است)
مزایای اصلی نسبت به CTهای سنتی
|
سناریوی نقطه درد |
محدودیت‌های CTهای آهن‌هسته سنتی |
مزایای این راه‌حل |
|
جریان کوتاه‌مداری بالا |
شکست 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 با فرکانس بالا به دلیل اتلاف در هسته |
<0.5% تحریف @ هارمونیک 100kHz |
|
موج‌های پیچیده |
تاخیر فاز و تحریف موج |
تاخیر گروه <10ns |
|
انعطاف‌پذیری نصب |
نیاز به نصب بدون برق / محدودیت فضا |
طراحی هسته تقسیم‌شده، نصب در ۳ ثانیه |
سناریوهای کاربردی نمونه
- نظارت بر خروجی مبدل
- به طور دقیق اسیلاتیون‌های با فرکانس بالا ناشی از تغییر IGBT (مانند 20-150kHz) را ضبط می‌کند
- مورد: تجزیه و تحلیل هارمونیک در یک کارخانه مبدل خورشیدی، خطای اندازه‌گیری برای هارمونیک ۵۰ام (2.5kHz) از ۱۲٪ به ۰.۸٪ کاهش یافت.
- تشخیص خطای قوس
- پاسخ نانوثانی به جریان‌های پالسی در سطح میکروثانیه در زمان شروع قوس (>100A/μs)
- کاربرد: محافظت از قوس در کابینتهای توزیع مرکز داده، زمان پاسخ به ۳۰۰μs کاهش یافت.
- سیستم‌های تحرک لوکوموتیوهای برقی
- تجزیه و تحلیل همزمان مولفه‌های تأمین مستقیم و سیگنال‌های حامل PWM (فرکانس حامل 2-5kHz)
- داده‌های اندازه‌گیری: دقت کلاس ۱ برای مستقیم ۱۵۰۰V + جریان موج ۴kHz حفظ شد.
خلاصه پارامترهای فنی کلیدی
|
مورد |
پارامتر |
|
محدوده اندازه‌گیری |
10mA ~ 100kA (حداکثر) |
|
پاسخ فرکانس |
DC – 1.5MHz (-3dB) |
|
خطا خطی |
≤ ±0.2% FS |
|
سوراخ نصب |
Φ50mm ~ Φ300mm (سفارشی‌سازی‌پذیر) |
|
دمای عملکرد |
-40℃ ~ +85℃ |
|
گواهینامه‌های ایمنی |
IEC 61010, EN 50178 |
خلاصه ارزش راه‌حل
پیشرفت‌های فنی سه‌بعدی:
- نوآوری لایه فیزیکی: ساختار هوا-پر شده کاملاً خطر اشباع مغناطیسی را حذف می‌کند و عمر ۱۰ برابر می‌شود.
- دقیق‌بودن لایه سیگنال: پهنای باند ۱MHz + پاسخ زیر میکروثانیه امکان حس‌گری با دقت بالا برای IoT انرژی را فراهم می‌کند.
- راحتی لایه مهندسی: طراحی هسته تقسیم‌شده هزینه‌های توقف O&M را ۹۰٪ کاهش می‌دهد.
