【高频电流互感器设计】高频电流互感器（HFCT）非常适合用作传感器，用于测量电力电缆上的瞬态电流信号，如局部放电（PD）（Matlab代码实现）
欢迎来到本博客❤️❤️博主优势博客内容尽量做到思维缜密逻辑清晰为了方便读者。⛳️座右铭行百里者半于九十。本文目录如下目录⛳️赠与读者1 概述2 运行结果3 参考文献4 Matlab代码、文章下载⛳️赠与读者做科研涉及到一个深在的思想系统需要科研者逻辑缜密踏实认真但是不能只是努力很多时候借力比努力更重要然后还要有仰望星空的创新点和启发点。当哲学课上老师问你什么是科学什么是电的时候不要觉得这些问题搞笑。哲学是科学之母哲学就是追究终极问题寻找那些不言自明只有小孩子会问的但是你却回答不出来的问题。建议读者按目录次序逐一浏览免得骤然跌入幽暗的迷宫找不到来时的路它不足为你揭示全部问题的答案但若能让人胸中升起一朵朵疑云也未尝不会酿成晚霞斑斓的别一番景致万一它居然给你带来了一场精神世界的苦雨那就借机洗刷一下原来存放在那儿的“躺平”上的尘埃吧。或许雨过云收神驰的天地更清朗.......1 概述摘要 高频电流互感器HFCT非常适合用作传感器用于测量电力电缆上的瞬态电流信号如局部放电PD。如果HFCT设计得当且其测量带宽与待测信号的带宽相匹配则可实现高灵敏度。然而针对特定测量带宽优化HFCT设计是一项挑战性任务因为多种设计参数都会影响其传输函数。此外关于HFCT设计与最终灵敏度/带宽之间关系的有益文献很少。为了提供指导并填补这一研究空白本文旨在提供HFCT开发所需的所有信息。为此推导了一个解析HFCT模型并用多种自制HFCT传感器的测量数据进行了验证。介绍了测量其传输函数或传输阻抗的方法并给出了我们制造的所有原型的测量数据。基于这些数据分析了各种设计参数与HFCT传输函数之间的宝贵关系。根据我们的经验提供了关于传感器制造过程的详细信息。所开发的HFCT模型是一个有效的工具可以在传感器构建之前模拟和优化其传输函数。这样就可以快速且经济高效地按需设计HFCT传感器。2 运行结果部分代码%% set frequency vector - based on the sampling frequency of our oscilloscopeFs 0.5e09; % sampling frequency in S per sN 1e03; % number of samples / length of signalT 1/Fs; % sampling period in st (0:N-1)*T; % time vector in sfMax 0.5/T; % maximum frequency content for given sampling frequency in Hzf linspace(0,fMax,N/21); % frequency vector for given number of samplesw 2*pi*f; % get angular frequency from input frequency%% load data: core material permeabilitymaterial readMaterialPerm(43-Material-Fair-Rite); % material permeability from manufacturer websitemu material.eps1 - material.eps2*1j;muInt interp1(material.f,mu,f); % interpolating at f points (otherwise scope measurement and simulation result cannot be compared)muInt(1) mu(1);mu0 1.256637062e-06; % vacuum permeability in H per m (Vs per Am) at 20 degrees celsius%% set toroid core geometrical parameterR 61e-03/2; % outside radius in mr 35.55e-03/2; % inside radius in mh 12.7e-03; % outside height in m%% set other hfct parameternPrimWind 1; % number of primary winding turnsnSecWind 3; % number of secondary winding turnsa nSecWind/nPrimWind; % turn ratioRb 50; % burden resistance in ohm (e. g. 50 Ohm input impedance of the oscilloscope)Ls 0; % parasitic inductance of secondary winding in henryCp 0; % parasitic capacitance of secondary winding in farad%% calculate the magnetizing inductanceA_L mu0*muInt*h/(2*pi)*log(R/r); % inductance Factor in H per winding^2Lm A_L * nPrimWind^2; % main inductance in H%% transfer secondary side elements to the primary sideRb Rb/a^2;Ls Ls/a^2;Cp Cp/a^2;%% calculate the impedancesZs 1j*w.*Ls; % impedance caused by parasitic inductance in ohmZp 1./(1j*w.*Cp); % impedance caused by parasitic capacitance in ohmZm 1j*w.*Lm; % main impedance of the HFCT in ohm%% summarize the impedance of the secondary sideZbp Rb.*Zp./(Rb Zp); % burden resistance in parallel with parasitic capacitance impedanceZbp(isnan(Zbp)) Rb; % nan, if Zp inf or Cp 0 (correction for simplified model)Z2 Zbp Zs; % total secondary side impedance in ohm3参考文献文章中一些内容引自网络会注明出处或引用为参考文献难免有未尽之处如有不妥请随时联系删除。4 Matlab代码、文章下载资料获取更多粉丝福利MATLAB|Simulink|Python资源获取
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