维度网讯，伊顿（Eaton）欧洲创新中心的Yagmur Hazman、Nikolaos Fotias、Stefan Dan Costea和Samaneh Hesabirad等研究人员在NOVETROL项目中开发了一种基于巨磁电阻（Extraordinary Magnetoresistance, EMR）的限流装置，用于低压直流（LVDC）系统。低压直流系统因无自然电流过零点，故障电流上升率极陡，快速、选择性的故障电流限制是其关键功能。

最快的保护装置——直流固态断路器成本高昂。混合式断路器虽然价格较低，有助于大规模推广直流系统，但其动作较慢，若无限流措施，断路器响应前故障电流可能达到危险水平。当前工业实践采用串联“争取时间”电感或电抗器配合混合式直流断路器。这类方案虽有效，却增加了体积、存储磁能和设计约束。

NOVETROL项目通过开发新型限流装置应对这一挑战。该装置利用电流陡增时的物理现象，通过主电流产生可变磁场，触发EMR中电阻的增加。研究团队对基于EMR的限流器进行建模和系统级仿真，重点关注限流期间的电流演变，并与传统争取时间电感方案进行了定量比较。

装置的核心组件包括磁场发生器和EMR元件。EMR元件的电阻建模为激励场、材料属性和几何参数的函数：

其中 ρ0 为无磁场电阻率，μmat 为载流子迁移率，B 为磁通密度，tEMR 为厚度，lEMR 为芯片长度，SEMR 为导电路径截面积。磁通密度建模为主电流 I 和磁场发生器参数的函数：

其中 N 为线圈匝数，lgap 为磁芯总气隙长度。利用这两个方程，在Simulink模块中实现了EMR电阻对主电流的依赖性。

仿真在Simulink中进行，模拟了一个700V直流电压源、3.5Ω负载、额定电流200A的简单直流电路。对无限流器、带争取时间电感器（130μH）、带EMR限流器三种拓扑进行了仿真。短路在t=1ms时施加，假设断路器在故障检测后650µs（故障后约20µs）中断电路：

三种情况下的主电流随时间变化如图3所示：

结果显示，无限流时故障电流可达6kA；使用争取时间电感器时，上升率为5A/μs，电流在650μs内达到约2.7kA；使用EMR限流器时，受限电流稳定在1.5kA，低于电感方案的最大值，且对断路器响应时间的依赖性更小。该装置利用主电流增加触发磁通密度增加，导致EMR元件串联电阻增加，电阻增加又降低电流，两种效应达到平衡，实现自调节限流。

研究团队表示，这种基于EMR的限流器可提供被动、自调节的故障电流限制，无需庞大电感器，对于紧凑且经济高效的LVDC保护具有应用前景。相关方法已在提交至2026年IEEE第八届直流微电网国际会议（ICDCM）的论文中详述，未来工作将集中于实验验证和热性能评估。

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