تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,303 |
تعداد مقالات | 16,035 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,539,519 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 15,243,324 |
طراحی و ساخت سنسور جریان کواکسیال جریان زیاد پالسی تا مرتبه نانوثانیه | ||
مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز | ||
دوره 52، شماره 4 - شماره پیاپی 102، دی 1401، صفحه 239-247 اصل مقاله (1.06 M) | ||
نوع مقاله: علمی-پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/tjee.2023.15799 | ||
نویسندگان | ||
مهرداد جعفربلند* 1؛ بهروز مینایی2؛ بهنام جعفربلند3 | ||
1دانشیار، مجتمع دانشگاهی الکترومغناطیس، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهینشهر، ایران | ||
2کارشناس ارشد، شرکت تجهیزات انتقال برق پارس، اصفهان، ایران | ||
3دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران | ||
چکیده | ||
برای اندازهگیری جریان گذرای مدارهای باسرعت کلیدزنی بسیار سریع به حسگرهای با پهنای باند فرکانسی زیاد نیاز است. برای چنین سنسور جریان دقیقی بایستی ولتاژی که از دو سر هادی سنسور اندازهگیری میشود در همه شرایط با جریان عبوری متناسب باشد. مشکل اصلی این سنسورها، تغییر اندازه امپدانس این هادی در فرکانسهای مختلف است. به این طریق رابطه ولتاژ اندازهگیری شده با جریان مورد نظر خطی نیست و مقدار اندازهگیری شده اعتبار ندارد. همچنین تغییر مقاومت هادی بهواسطه اثر پوستی نیز میتواند مزید بر علت باشد. در این مقاله نشان داده شده که بر اساس سنسورهای شنت کواکسیال و انتخاب ضخامت هادیهای سنسور، اثر اندوکتانس هادی داخلی و اثر پوستی در پهنای باند دلخواه قابل حذف است. هادی لوله داخلی سنسور به چند قسمت موازی تقسیم شده که باعث افزایش بیشتر نسبت مقاومت اهمی به اندوکتانس میشود. همچنین اندوکتانس این هادی بصورت تحلیلی محاسبه شده است. برای طراحی سنسور بر اساس پهنای باند فرکانس و مشخصات پالس جریان، فلوچارت طراحی سنسور پیشنهاد شد و بر اساس آن یک سنسور جریان برای پهنای باند فرکانسی MHz و یک سنسور برای پهنای باند GHz طراحی شده است سپس و یک سنسور جریان نمونه ساخته شده و توسط آن پالس مسطح جریان با دامنه A146و پهنای ms 2.5 و پالس جریان استاندارد µs 8.20 با دامنه KA2 و پهنای µs32 با دقت خوب اندازهگیری شده است. | ||
کلیدواژهها | ||
جریان ضربه؛ اثر پوستی؛ شنت مقاومتی؛ شنت کواکسیال؛ منگنین | ||
مراجع | ||
[1] پ. پورمحمدیان، م. ک. عدالتیان، " بررسی رفتار عایقی روغن معدنی در ولتاژ فرکانس قدرت با حضور نانو لولههای کربنی"، مجله برق مهندسی تبریز، دوره 44 شماره 4، زمستان 1393. [2] ا. عزیزنیا؛ م. ا. حجازی، " مدلسازی بار مولدهای توان پالسی در کاربرد الکتروپوریشن با استفاده از طیفسنجی امپدانس سلولهای نرمال و سرطانی ریه انسان" مجله برق مهندسی تبریز، دوره 52 شماره 1، بهار 1401. [3] M. Hollander, “High frequency oscillations measured with high bandwidth current sensors at low current”, Hollander Reserch delivers the power to test, pp. 1–19, 11 April 2014. [4] P. Ieee and S. Energy, “4-2013 IEEE Standard for High-Voltage Testing Techniques IEEE Power and Energy Society”, I IEEE Power and Energy Society . May. 2013. [5] C. M. Johnson and P. R. Palmer, “Current measurement using compensated coaxial shunts”, IEE Proceedings Science Measurement and Technology, Vol. 141, No. 6, pp. 471–480, 1994. [6] T. Kawamura, E. Haginomori, Y. Goda, and T. Nakamoto, “Recent developments on high current measurement using current shunt”, IEEJ Transaction Electric Electronic Engineering, Vol. 2, No. 5, pp. 516–522, 2007. [7] P. F. Baranov, V. N. Borikov, E. I. Tsimbalist, “Measurement of the Current Transfer Function for Power Transducers of Current to Voltage”, Applied Mechanics and Materials, Vol. 75, No.6, pp. 615-621, 2015. [8] A. Milicevi, P. Mostarac, “Simulated Annealing Characterization of Equivalent Circuit Models for Precision Coaxial Current Shunts”, 2nd International Colloquium on Smart Grid Metrology, Split, Croatia, April 9-12, 2019. [9] E.V. Bedareva, E.I. Tsimbalist, A.A. Epifanova, N.A. Gavrilenko, “Consideration of Complementary Error During Design of the Alternating Current Coaxial Shunts”, International Conference on Mechanical Engineering, Automation and Control Systems, 01-04 December 2015. [10] M. Malinowski, K. Kubiczek, M. Kampik, K. Musioł, M. Grzenik, K. Dudzik and W. Domański, “A Precision Coaxial Low-Current Shunt with Improved Mathematical Model“, Proceedings of the 13th International Conference MEASUREMENT, Smolenice, Slovakia, 17-19 May 2021. [11] W. F. PRAEG, “Stress Sensitivity 0f Manganin Resistor in High-Current Precision Coaxial Shunt“, IEEE TRANSACTIONS ON INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT, VOL. 5, NO. 4, DECEMBER, 1966. [12] W. Zhang, Z. Zhang, F. Wang, “Review and Bandwidth Measurement of Coaxial Shunt Resistors for Wide-Bandgap Devices Dynamic Characterization”, IEEE Energy Conversion Congress and Exposition, 29 September – 03 October, 2019. [13] H. A. Wheeler, “Formulas for the Skin Effect”, IEEE Proceedings of the I.R.E., Vol. 30, No. 9, pp. 412–424, Sebtember, 1942. [14] Omar M. O. Gatous, and J. Pissolato Filho, “A New Fomulation for Skin-effect Resistance and Internal Inductance Frequency-Dependent of a Solid Cylindrical Conductor”, IEEE Transmission and Distribution Conference and Exposition: Latin America, 2004. [15] A. M. CLOGSTON, ‘Reduction of Skin Effect Losses by the Use of Laminated Conductors,’ The Bell System Technical Journal, July, 1951. [16] H. Lutzen,V. Polezhaev, K. B. Rawal, K. Ahmmed, T. Huesgen, N. Kaminski, “Temperature Compensated M-Shunts for Fast Transient and Low Inductive Current Measurements”, 12th International Conference on Integrated Power Electronics Systems, Berlin, Germany, 15-17 March 2022. [17] C. D. New, A. N. Lemmon and B. T. DeBoi, “Sensitivities in High-Bandwidth, High-Current Shunt Measurements for Silicon-Carbide Multi-Chip Power Modules”, IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition, Houston, TX, USA, 20-24 March 2022. [18] K. Schon, “High Impulse Voltage and Current Measurement Techniques”, Springer International Publishing Switzerland 2013. [19] G. Ventura, S. Giomi, “Thermal Conductivity of Manganin Between 10 mK and 54 mK”, Int. J. Thermophys, Vol. 38, pp 1-5, 2017. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 307 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 283 |