剩余電流監(jiān)測(cè)在各類用、配電系統(tǒng)是必不可少的一項(xiàng)安全措施,近些年來,隨著開關(guān)器件的創(chuàng)新與發(fā)展,產(chǎn)生的剩余電流波形變得越來越復(fù)雜,并逐漸向高頻化發(fā)展,給剩余電流檢測(cè)技術(shù)帶來了更大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的AC型剩余電流保護(hù)器只能對(duì)低頻交流進(jìn)行檢測(cè),而A型保護(hù)器能對(duì)低頻交流及脈動(dòng)直流進(jìn)行檢測(cè),面對(duì)剩余電流高頻化的趨勢(shì),兩者已經(jīng)不能滿足電力系統(tǒng)保護(hù)要求,B型保護(hù)器應(yīng)運(yùn)而生。在非接觸式微弱電流檢測(cè)中,磁通門技術(shù)由于其高分辨率、高穩(wěn)定性、檢測(cè)頻帶寬等特點(diǎn),逐漸成為一種主流方案。本文比較了眾多電流檢測(cè)方法及其原理,從中篩選出磁通門電流檢測(cè)的技術(shù)方案,研究了磁通門電流檢測(cè)原理,分析了電壓激勵(lì)、電流激勵(lì)兩種磁通門電流檢測(cè)方法的的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn),結(jié)合設(shè)計(jì)需求,選取了電壓激勵(lì)型作為最終方案,建立了電壓激勵(lì)型磁通門電流傳感器探頭的模型,得到了剩余電流對(duì)傳感器探頭輸出的影響。采用鈷基非晶合金磁環(huán)VITROVAC 6025Z作為磁芯,設(shè)計(jì)了傳感器探頭結(jié)構(gòu),選取0到10V,頻率為1.5kHz的方波作為激勵(lì)。使用STM32F103RCT6作為控制器芯片,設(shè)計(jì)了為傳感器探頭提供激勵(lì)信號(hào)、信號(hào)調(diào)理及檢測(cè)硬件電路,編寫了單片機(jī)軟件程序?qū)?.. 

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展
    1.3 主要工作內(nèi)容
    1.4 本章小結(jié)
第2章 傳感器探頭分析與設(shè)計(jì)
    2.1 電流傳感器綜述
        2.1.1 電流互感器
        2.1.2 羅氏線圈
        2.1.3 霍爾電流傳感器
        2.1.4 磁通門電流傳感器
    2.2 探頭激勵(lì)信號(hào)確定
        2.2.1 電流激勵(lì)型
        2.2.2 電壓激勵(lì)型
    2.3 磁通門模型分析
    2.4 磁通門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.4.1 磁芯選取
        2.4.2 繞組及激勵(lì)信號(hào)確定
    2.5 本章小結(jié)
第3章 傳感器硬件電路設(shè)計(jì)
    3.1 主要技術(shù)方案
        3.1.1 純模擬電路方案
        3.1.2 嵌入式控制器方案
    3.2 控制器系統(tǒng)搭建
        3.2.1 控制器選型
        3.2.2 STM32簡(jiǎn)介
        3.2.3 時(shí)鐘電路
        3.2.4 復(fù)位電路
    3.3 激勵(lì)信號(hào)放大電路
    3.4 參考電壓放大電路
    3.5 電流測(cè)量電路
    3.6 本章小結(jié)
第4章 控制器軟件程序設(shè)計(jì)
    4.1 程序功能需求
    4.2 控制策略
        4.2.1 總流程
        4.2.2 初始化流程
        4.2.3 自檢及自校正流程
        4.2.4 工作循環(huán)流程
    4.3 功能及參數(shù)設(shè)置
        4.3.1 時(shí)鐘配置
        4.3.2 ADC及 DMA配置
        4.3.3 DAC配置
        4.3.4 PWM配置
    4.4 判定算法
    4.5 關(guān)鍵代碼
        4.5.1 獲取標(biāo)準(zhǔn)波峰(谷)值
        4.5.2 獲取波峰(谷)差值數(shù)組
    4.6 系統(tǒng)測(cè)試
    4.7 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 工作總結(jié)
    5.2 后續(xù)工作展望
參考文獻(xiàn)
附錄A 剩余電流傳感器PCB圖
附錄B 軟件調(diào)試代碼
作者在讀期間所取得的科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3669320