隨著碳化硅（SiC）等第三代半導(dǎo)體器件在電動(dòng)汽車控制器中的普及應(yīng)用，電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工作頻率已突破傳統(tǒng)IGBT的20kHz限制，向100kHz以上高頻領(lǐng)域發(fā)展。

電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流的頻率不斷增加，也對(duì)測(cè)量系統(tǒng)提出了全新挑戰(zhàn)，其中電流傳感器的選擇已然成為了破局的關(guān)鍵。

閉環(huán)電流傳感器固然是高精度測(cè)量的理想選擇，但由于無法拆卸大電流電纜以及在拆卸時(shí)所需花費(fèi)的大量時(shí)間令工程師們望而卻步。

開合式（鉗型）電流傳感器雖安裝輕便，卻伴隨著偏差大、誤差大等缺點(diǎn)而使評(píng)估本身缺乏可靠性，同時(shí)惡劣的噪聲環(huán)境以及設(shè)備的抗干擾性也成為了工程師們選購儀器時(shí)的嚴(yán)重顧慮……

CT1000S：電流測(cè)量界的 “六邊形戰(zhàn)士”
當(dāng)你在實(shí)驗(yàn)室滿頭大汗拆裝電纜時(shí)，當(dāng)你的測(cè)試數(shù)據(jù)因干擾頻繁跳變時(shí)，是時(shí)候認(rèn)識(shí)這位測(cè)試上的“多面手”了！——兼具大量程、高帶寬、高精度和高抗干擾性的新一代電流傳感器CT1000S。其電流精度(50/60Hz)為±(rdg的0.2%+f.s.的0.01%)，可測(cè)量高達(dá)AC1200A/DC1500A*的大電流。開合式設(shè)計(jì)，能讓用戶在無需拆卸被測(cè)電纜的情況下即可進(jìn)行大電流測(cè)量。這款神器既可用于功率分析儀，也能用于波形測(cè)量設(shè)備，甚至是在-40℃至＋85℃的工作環(huán)境下也可進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，接下來就讓我們一起來了解一下CT1000S的功能配置吧：

01、為高帶寬下的載波頻率測(cè)量保駕護(hù)航

在變頻器、電機(jī)開發(fā)的評(píng)估中，如何將基波頻率成分以及kHz至100kHz左右的載波頻率一網(wǎng)打盡成為了工程師們致力于攻克的難題，此時(shí)一款適合寬帶測(cè)量的電流傳感器已然成為了工程師們測(cè)試“上岸”的護(hù)身符。

如圖1所示，CT1000S除了具有300kHz（-3dB）的測(cè)量頻帶外，還具有高達(dá)100kHz的優(yōu)異平坦頻率特性，以過硬的配置為用戶帶來實(shí)打?qū)嵉臏y(cè)試底氣。

 圖1　CT1000S頻率特性示例

02、閉環(huán)造型+平面吸附術(shù)，提高測(cè)量再現(xiàn)性

測(cè)量時(shí)如果將電流傳感器懸掛在被測(cè)電纜上，則測(cè)量結(jié)果可能會(huì)變得不穩(wěn)定進(jìn)而導(dǎo)致再現(xiàn)性下降。

CT1000S沿用了閉環(huán)型電流傳感器的形狀，可直接安裝在平面上進(jìn)行高再現(xiàn)性的測(cè)量。如圖2所示。

 圖2　使用螺釘固定的示意圖

03、減小被測(cè)電纜軸位置的影響

根據(jù)電流傳感器的原理，理想情況是被測(cè)電纜通過電流傳感器的一次孔的中心。然而，在實(shí)際測(cè)量中，被測(cè)電纜很難始終通過一次孔的中心，電纜位置的影響會(huì)反映在測(cè)量值中。CT1000S可以安裝導(dǎo)體位置調(diào)節(jié)器來限制被測(cè)電纜的軸位置，減少軸位置偏差產(chǎn)生的影響。如圖3所示。

 圖3　導(dǎo)體位置調(diào)節(jié)器（左）和安裝示意圖（右）

04、用實(shí)力抗噪，優(yōu)異的CMRR性能 

CT1000S具有優(yōu)異的抗擾性能，即使在惡劣的噪聲環(huán)境中也能實(shí)現(xiàn)低噪聲、高精度測(cè)量。在DC～1kHz范圍內(nèi)，其共模抑制比(CMRR)超過150dB（滿量程的0.0016%以下），且這種優(yōu)異的抗干擾特性并不是“紙上談兵”，而是已經(jīng)在實(shí)測(cè)中得到驗(yàn)證的方案。

05、連接WT5000，實(shí)現(xiàn)功率測(cè)量和電機(jī)分析 

高精度功率分析儀WT5000坐鎮(zhèn)中軍帳，專治功率測(cè)量和電機(jī)分析。

±0.03%（50/60Hz）的總體測(cè)量精度，將助力用戶迅速捕捉到變頻器轉(zhuǎn)換效率的微小變化。

最多可實(shí)現(xiàn)7路輸入的模塊化結(jié)構(gòu)（如圖4，5所示），使用電流傳感器輸入單元760903時(shí)，內(nèi)置設(shè)備驅(qū)動(dòng)電流傳感器的電源，用戶無需另外準(zhǔn)備電源直接使用CT1000S進(jìn)行大電流測(cè)量。

圖4　WT5000連接CT1000S

圖5　電流傳感器單元760903

在使用CT1000S進(jìn)行高頻信號(hào)功率測(cè)量時(shí)，為提高傳感器/探頭的使用精度，WT5000可以1ns的分辨率校正電壓和電流輸入之間的相位差，進(jìn)行更準(zhǔn)確的功率測(cè)量。如圖6所示。

圖6 相位補(bǔ)償示意圖

06、搭檔DL950，進(jìn)行長時(shí)間復(fù)合測(cè)量

示波記錄儀DL950與CT1000S配合使用，助力用戶達(dá)成長時(shí)間復(fù)合測(cè)量。

橫河DL950是一款用于記錄控制信號(hào)的模塊化高速數(shù)據(jù)記錄儀，最高200MS/s的高速采樣率、最大16位高分辨率AD轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)長時(shí)間波形記錄，并讓瞬態(tài)電流無所遁形。

此外，由于各輸入通道已經(jīng)過絕緣處理，因此可以輸入不同接地電平的多個(gè)信號(hào)，且具有高抗擾度，簡(jiǎn)化了現(xiàn)場(chǎng)布線。

CT1000S與DL950無疑是測(cè)試過程中的“黃金搭檔”，DL950不僅能讓CT1000S直接進(jìn)入高精度電流波形采集狀態(tài)，還能借助其探頭電源選件/P4、 /P8直接為CT1000S供電，方便設(shè)備接線，其連接方式如圖7所示。

圖7　DL950連接CT1000S

DL950開啟實(shí)時(shí)運(yùn)算功能后，界面如圖8所示，用戶不僅可以在獲取波形的基礎(chǔ)上將dq軸電壓、電流和旋轉(zhuǎn)位置等電機(jī)參數(shù)一網(wǎng)打盡，還能按周期對(duì)啟動(dòng)時(shí)的有功功率、dq軸電流電壓等變化進(jìn)行平均/有效值分析。除獲取電機(jī)參數(shù)外，設(shè)備還能將CAN等其他信號(hào)也顯示在同一個(gè)畫面上，便于用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)比較。

圖8　實(shí)時(shí)運(yùn)算電機(jī)分析示意圖