基于ADS8364的智能測磁儀設(shè)計
在非鐵磁材料中,磁通密度B和磁場強度H之間呈直線關(guān)系,直線的斜率等于u0。而在鐵磁材料中磁通密度B和磁場強度H之間是非線性的。鐵磁材料置于交流磁場中,材料被反復(fù)磁化,磁疇相互不停地磨擦、消耗能量,產(chǎn)生磁滯損耗。磁場變化一個周期時,被磁場吸收的能量可用磁滯回線的面積來表示,這部分能量將消耗在鐵磁材料內(nèi),轉(zhuǎn)化為熱能。磁滯損耗用下式表示:
其中:V為鐵心的體積;f為磁場交變的頻率;H為磁場強度;B為磁通密度。
磁通密度最大值愈大,磁滯回線面積愈大,磁滯損耗也越大。
通過式(1)可以看出,磁通密度與磁感應(yīng)強度的大小直接影響到磁滯損耗,而磁滯回線面積的大小能夠準確反映磁滯損耗情況。據(jù)此對一臺單相試品變壓器進行了測量,記錄電壓、電流波形及磁滯回線如圖4~圖7所示。并對采樣的電壓、電流波形的數(shù)據(jù)結(jié)果與fluk434測的結(jié)果進行了比較,認為是正確的。
圖4和圖5分別為交流勵磁時的電壓電流波形及磁滯回線;圖6和圖7分別為交直流勵磁時的電壓電流波形及磁滯回線。由于電壓電流的真實值相差太大,圖上坐標均采用百分值顯示。
磁通隨時間正弦變化,磁飽和的非線性導(dǎo)致磁化電流成為與磁通同相位的尖頂波;磁路飽和越嚴重,磁化電流的波形越尖,畸變越嚴重。當(dāng)有直流勵磁電流存在時,激鼓電流已經(jīng)嚴重畸變,關(guān)于x軸出現(xiàn)了嚴重不對稱。
5 結(jié)語
通過設(shè)計和實驗結(jié)果證明,該新型智能測磁儀具有以下特點:
(1)采用高精度16位采樣模塊ADS8364,使得采樣精度大大提高,減小了零飄和測量誤差。
(2)結(jié)構(gòu)簡潔,具有較強的抗干擾能力,測量結(jié)果受外部環(huán)境的影響小。
(3)操作簡單、功能齊全、使用方便,下位機本身就是一個完整的測量儀器,再配以上位機軟件,能夠通過圖形更加直觀地反映測量結(jié)果。
(4)采用比較成熟的算法及數(shù)字信號處理技術(shù),保證了程序運行的可靠性及計算結(jié)果的準確性。
(5)不僅能夠測量交流勵磁回路,對于勵磁回路中含有直流分量的磁路也能準確地測量。
本文將ADS8364與TMS320LF2407相結(jié)合,設(shè)計開發(fā)了新型智能測磁儀,該系統(tǒng)采樣精度高,速度快,并可同時采集多路信號,具有廣泛的實用價值。
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