应用于脉冲强磁场环境下的Rogowski线圈研究

摘要

随着脉冲功率技术的发展，脉冲磁场强度不断提高，对工作在强磁场环境中的电流互感器的测量精确度造成影响。文章对比分析了常用的脉冲电流测量方法，选择以Rogowski线圈为电流传感元件，设计和研究具有抗强磁场干扰性能的线圈结构。
　　基于对均匀度和一致性的需求，选择以PCB型Rogowski线圈为研究主体。首先在前人的研究工作的基础上，对线圈测量脉冲电流的工作原理进行分析，确定了线圈的工作状态。然后结合仿真和实验，研究了各项参数对Rogowski线圈动态特性和位置误差的影响，并结合对被测脉冲电流特性的分析，确定在设计线圈参数时的取舍原则。文章重点对如何削弱干扰磁场对Rogowski线圈测量准确度的影响进行了研究，仿真分析了当线圈结构不同时，线圈平面垂直方向和水平方向干扰磁场引起的测量误差与线圈参数的关系。同时，文章对当前不同类型Rogowski线圈抗磁场干扰的机理进行了研究，并结合偶数层线圈和平面型PCB线圈的优点，提出了结构新颖的双向型PCB线圈。最后，结合理论研究和仿真分析，设计制作了参数相似的平面型PCB线圈和双向型PCB线圈，对它们的线性度、抗磁场干扰能力等性能进行了全面测试，并参考实验结果对平板型PCB线圈进行了结构改良，对两种线圈进行了参数优化，实验结果满足脉冲电流测量标准。
　　理论分析和实验测试均表明，文章提出的分析方法是有效的，设计的两种Rogowski线圈在强磁场环境中性能优良，具有实用价值。

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1 绪论

1.1 脉冲电流测量方法综述

1.2 强磁场环境下电流测量方法的选择

1.3 全文主要研究内容

2 Rogowski线圈理论分析

2.1 Rogowski线圈的构造

2.2 Rogowski线圈测量电流的机理

2.3 Rogowski线圈动态特性分析

2.4 Rogowski线圈的位置误差分析

2.5 本章小结

3 针对强磁场干扰的Rogowski线圈设计

3.1 磁场对Rogowski线圈性能的影响

3.2 适用于非均匀磁场环境的Rogowski线圈分析

3.3 本章小结

4 Rogowski线圈结构优化及性能测试

4.1 比例系数和线性度测试

4.2 抗磁场干扰性能测试

4.3 本章小结

4 总结及展望

5.1 全文总结

5.2 下一步工作

致谢

参考文献