一种基于低频补偿的脉冲大电流测试方法研究

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本文以脉冲功率技术为应用背景,主要对其中的脉冲大电流测试方法做了详细研究。为了使脉冲功率技术得到更好的发展,能够在国防、民用等各个领域得到更多的应用,就必须能够准确的测量出脉冲功率源的放电电流。为了达到这一目的,本文主要做了以下工作:首先,分析了脉冲成形网络的工作过程,对放电回路建立了计算模型,利用MATLAB软件仿真得到脉冲电流波形,并对其作傅里叶变换(FFT)分析。可以看出,脉冲电流幅值大、上升沿陡、下降沿较为平缓,且在一定频率内同时拥有丰富的高、低频分量。在此基础上,进行脉冲电流测试技术的研究。Rogowski线圈电流传感器具有测试频带宽、无磁饱和、结构简单等一系列优点,成为测量脉冲电流的理想元件。本文阐述了罗氏线圈测试电流的工作原理,对罗氏线圈结构参数对测试系统性能的影响做了详细的分析,对比了罗氏线圈两种工作状态,设计了复合式外积分电路拓宽工作频带,并通过软件仿真验证了其有效性。根据设计制作出实验用罗氏线圈测试系统。其次,针对罗氏线圈测试电流存在的不足,寻找补偿办法。分析比较几种常用电流传感器,选取能够测量直流至高频信号的霍尔电流传感器对罗氏线圈的不足进行补偿。最后,通过实验得到测试波形,与理论波形进行对比分析。提取霍尔电流传感器测得波形中的直流至罗氏线圈传感器下限工作频率的低频分量对罗氏线圈传感器测得波形进行低频补偿;当被测电流幅值大于霍尔电流传感器工作范围时,利用霍尔传感器测得波形的下降沿进行补偿。通过将合成后波形与理论波形进行对比,验证了该方法的有效性。
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