功率分析仪测电流的方式

电流检测是电力电子计量的基础，传统计量仪表-数字万用表一般适用于直流或工频正弦波电流测量，钳形安培计表主要应用于工频正弦波电流的检测。随着各类高功率电力电子开关装置的广泛使用，迫切需要对其进行综合测量：观察其波形，分析其谐波含量，并对其有效值、直流值、交流值等进行测量。
吹田电气SPA系列功率分析仪就是一种能够很好满足这一需求的测试仪器。那么它是如何测量、如何接线，又是如何实现大电流测量的呢？大电流测量时精度如何提高呢？今天小编为大家讲解功率分析仪测电流的方式。

功率分析记录仪SPAW7000

互感器/传感器/分流器通常的电流互感器的作用是把数值较大的一次电流通过一定的比例转换为数值较小的二次电流，用来进行测量。根据不同的变换原理，电流测量主要有两种方法：一种是基于电磁学原理的，比如电流互感器、霍尔电流传感器、罗氏线圈等；另一种是基于电学的主要理论欧姆定律的，比如分流器等。
1.分流器
分流器的工作原理是基于欧姆定律和分流原理。当一个大电流通过分流器时，每个绕组会根据其电阻值的大小分担相应的电流值。分流器的主要作用是将较大的电流分解为较小的电流，以便进行测量或保护电路。可进行交直流测量，将电流信号转换为电压信号，使用时需考虑电路中输入的最大电流，以防烧坏器件。
2.霍尔传感器
霍尔电流传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。它有两种工作方式，即开环（直放式）和闭环（磁平衡式）。直放式霍尔传感器的优点是电路形式简单，成本相对较低；其缺点是精度、线性度较差，响应时间较慢，温度漂移较大。为了克服它的不足，出现了闭环（磁平衡式）霍尔电流传感器。闭环式霍尔电流传感器又称零磁通式霍尔电流传感器，它是由原边电路、聚磁环、霍尔元件次级线圈、放大器等组成。当原边电流IP产生的磁通通过高品质磁芯集中在磁路中，霍尔元件固定在气隙中检测磁通，通过绕在磁芯上的多匝线圈输出反向的补偿电流，用于抵消原边IP产生的磁通，使得磁路中磁通始终保持为零。经过特殊电路的处理，传感器的输出端能够输出精确反映原边电流的电流变化。

开环传感器

闭环传感器

3.互感器
CT，电流互感器，英文拼写Current Transformer，是将一次侧的大电流，按比例变为适合仪表使用电流的变换设备。它的工作原理和变压器相似。电流互感器是依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量的仪器。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次侧绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中。因此它经常有线路的全部电流流过，二次侧绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的二次侧回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。电流互感器是把一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量，二次侧不可开路。

互感器原理图

互感器

 

01测电流measuring current

吹田电气功率分析仪电流测量有直接输入和外部传感器输入两种端口，其中直接输入通道，输入为电流信号，通过内部分流器转换为电压信号进行测量；外部传感器输入通道，输入为电压信号，可连接电压输出型的传感器、互感器和外置分流器进行测量。电流互感器进行15V供电，钳式电流传感器进行10V供电工作。
 

功率分析仪通道图

吹田SPA 功率分析仪直接输入测电流有5A、40A和50A功率单元可选择，更大的电流可通过选择合适的传感器或互感器变换到功率单元的量程范围内，在功率分析仪只需设置相应的变换比例，这对于软件计算是没有任何困难和限制的。当使用的互感器/传感器输出为电流信号时，接入到SPA 功率分析仪的电流直接输入端口，根据所用互感器/传感器在SPA功率分析仪上正确设置的“CT”比例系数。当使用的传感器输出为电压信号时，接入到SPA功率分析仪的外部传感器端口（BNC 接口），根据所用传感器正确设置SPA 的“传感器比率”，单位为mV/A，如电流钳参数为 1000A 转换为 2V，则传感器比率设为 2mV/A。
 

02主要优势
ADVANTAGES

 01

超高精度：SPAW7000功率分析记录仪具有最高达0.01%的测量精度和0.1 Hz-5 MHz的高带宽，能够准确测量输入输出电压、电流、功率等关键参数。

 02

高速运算：SPAW7000功率分析记录仪具备电流相位补偿功能、积分功能、快速傅里叶变换功能等，并且数据更新率最快可达10ms，能够在保证高精度的基础上进行高速运算。

 03

最高10ms更新率+自动更新率：SPAW7000功率分析记录仪的数据更新率为10ms~20s、Auto。最快10ms的更新率，可以在保证高精度的基础上进行高速运算，并通过独立数字滤波器技术确保测量值的稳定性。开启自动更新率模式，可追踪从0.1Hz开始变化的频率信号，根据输入信号的频率自动改变数据更新率，便于对变化的信号进行更精准的测量。

 04

数据大容量存储和分析：可对电压、电流、功率等测量数据以及电压、电流显示波形数据进行实时存储，最快存储速率可达100次/秒，并且内置512GB大容量存储空间（可选配1TB），使得对其全面性能进行评估，从而更好地优化和调整系统。

 05

人性化的操作界面：具备用户友好的界面和操作方式，图形化的功能模块设计，以便测试人员能够轻松设置和控制测试，高清大显示屏还可将数值、波形、棒图和趋势等多种信息显示在同一个界面中。

 06

高精度电流传感器：电流传感器精度可达到±(0.008% of rdg + 10μA)，具备超高稳定性和准确度，同时输出噪音小，抗干扰能力强，具有饱和检测及自恢复功能。