集磁式OCS磁特性随温度变化的研究  被引量:5

Research on the Temperature Dependence of the Magnetic Properties of Optical Current Sensor with Magnetic Concentrator

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作  者:李超[1] 王夏菁[1] 徐启峰[1] 

机构地区:[1]福州大学电气工程与自动化学院,福州350108

出  处:《电工技术学报》2015年第8期45-55,共11页Transactions of China Electrotechnical Society

基  金:国家自然科学基金项目(51177016);国家电网公司科技项目(闽电发展[2012]88)资助项目

摘  要:温漂问题是制约集磁式光学电流传感器实用化的瓶颈之一,目前研究集中在光学器件温度特性分析与补偿方面,缺乏对传感头磁特性随温度变化的分析。实际应用中磁导率和气隙长度随温度变化,使气隙磁场强度改变并影响测量准确度,因此有必要对传感头磁特性随温度变化情况进行分析。本文分析了铁磁材料磁滞回线随温度变化的情况,并在J-A模型的基础上建立带温度系数的磁滞模型;提出热膨胀系数和磁致伸缩系数的近似表达式,修正了热膨胀和磁致伸缩对气隙长度的影响;最后建立集磁环附加温度参数和气隙参数的磁滞模型,分析磁特性随温度变化情况。基于该模型提出一种具有稳定温度特性的传感头设计方法,以铁基非晶合金为例进行了仿真和实验验证,二者结果吻合,证明了模型和设计方法的有效性。Temperature-drift limits the application of optical current sensor(OCS), study is now focused on the analysis of the temperature characteristics of optical devices and there is no enough research on the variation of magnetic properties with temperature. Magnetic permeability and air gap length are changed with temperature, it is necessary to analyze the magnetic properties coupled temperature. The magnetic model including thermal effects and air gap factors are proposed by incorporating the temperature into the original Jiles-Atherton model and adding magnetostriction coefficient and thermal expand coefficient to correct the length of air gap. A new design of air gapped amorphous core with stable temperature characteristics is proposed based on the new model. The experiments on a Fe-based amorphous core are conducted and the results show good agreement between the simulation and the experiment.

关 键 词:光学电流传感器 温度 Jiles-Atherton模型 磁滞回线 集磁环 铁磁材料 气隙 

分 类 号:TM271[一般工业技术—材料科学与工程]

 

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