超導(dǎo)磁體失超檢測中電壓隔離校正電路的設(shè)計(jì)

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　　本文在超導(dǎo)儲能混合磁體的失超檢測系統(tǒng)中，為該系統(tǒng)設(shè)計(jì)一套光耦隔離與校正電路，用于檢測串聯(lián)超導(dǎo)磁體線圈的失超電壓，同時將該電壓與干擾信號隔離，并相應(yīng)地放大或縮小單線圈電壓，消除作為干擾因素的串聯(lián)線圈感生電壓分量。該電路有效提高失超保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，滿足超導(dǎo)儲能系統(tǒng)失超保護(hù)的要求。

　　1 失超檢測裝置的設(shè)計(jì)原理與分析

　　失超檢測流程如圖1所示。

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　　以下著重闡述電壓隔離矯正部分的機(jī)理：

　　在電壓隔離校正環(huán)節(jié)中，超導(dǎo)線圈L1和L2上的電壓v1和v2經(jīng)過電壓隔離校正電路后，一方面隔離超導(dǎo)線圈端的干擾信號;另一方面調(diào)整光耦隔離放大電路的參數(shù)，消除電感量帶來的差別。超導(dǎo)線圈在縱軸方向上串聯(lián)連接，故不考慮互感的影響。根據(jù)實(shí)際超導(dǎo)儲能混合磁體的特點(diǎn)，采取有源功率檢測法，并對電壓差測量環(huán)節(jié)進(jìn)行了校正，如圖2所示。

　　r1和r2，L1和L2分別為超導(dǎo)線圈的電感和失超電阻。有源功率檢測法通過測量P=[(L1-L2)di/dt+(r1-r2)i]i=[(L1-L2)di/dt]i+(r1-r2)i2的值來檢測失超。由于誤判斷是由于感應(yīng)電壓差(L1-L2)di/dt引起的，對v2進(jìn)行L1/L2倍放大，得到(L1/L2)v2，再經(jīng)過電壓差測量環(huán)節(jié)與v1進(jìn)行比較，得v1-(L1/L2)v2=0，消除了感應(yīng)電壓產(chǎn)生的影響。

　　隨后由差分運(yùn)算電路、絕對值運(yùn)算電路、電流傳感器電路、模擬乘法運(yùn)算電路、濾波電路電路、低通濾波器、比較電路對信號進(jìn)行處理，比較電路得出的信號送入數(shù)字信號處理器DSP中，判別超導(dǎo)線圈狀態(tài)，并進(jìn)一步找出失超線圈的具體位置。

　　進(jìn)一步分析可得：

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　　從上述3種情況看出，P1值已不包含感應(yīng)電壓差分量，此時可通過有源功率檢測法測得P1值與閾值比較判斷是否失超。