Prinsip Pengukuran Komposisi dan Pengujian dari Transformer Elektronik Gabungan

1 Prinsip Pengukuran Transformator Elektronik Gabungan
1.1 Prinsip Pengukuran Tegangan

Transformator elektronik mengukur tegangan menggunakan metode pembagian tegangan kapasitif. Karena tegangan di seberang kapasitor tidak dapat berubah secara tiba-tiba, tegangan sekunder yang diperoleh langsung melalui pembagian tegangan kapasitif memiliki respons transien yang buruk dan akurasi pengukuran yang rendah. Untuk meningkatkan akurasi pengukuran, resistor sampling presisi diparalelkan di seberang kapasitor tekanan rendah. Prinsipnya ditunjukkan pada Gambar 1.

Pada Gambar 1, dalam kondisi bahwa

Tegangan output dari kapasitor pembagi tegangan sebanding dengan turunan waktu dari tegangan yang diukur. Dengan menambahkan tautan integrasi, tegangan primer dapat diukur.

Pada Gambar 1, karena sebagian besar penurunan tegangan terjadi di C₁, ada persyaratan insulasi yang sangat tinggi untuk kapasitor C₁. Pada transformator tegangan elektromagnetik, biasanya digunakan kapasitor daya, sementara pada transformator tegangan elektronik, kapasitor daya tidak digunakan; alih-alih, kapasitor setara digunakan.

Struktur kapasitor pembagi tegangan adalah silinder yang terbuat dari bahan isolasi dipasangkan pada batang konduktif. Kemudian, papan sirkuit fleksibel lapis ganda dilekatkan ke bagian luar silinder. Resistor presisi adalah resistor chip yang melekat pada lapisan luar papan sirkuit fleksibel. Skema struktural dari pembagi tegangan kapasitor ditunjukkan pada Gambar 2.

Kapasitansi C₁ dibentuk oleh silinder lapis dalam. Batang konduktif setara dengan satu pelat elektroda, dan film tembaga dalam papan sirkuit fleksibel setara dengan pelat elektroda lainnya, dengan bahan isolasi sebagai dielektrik. Kapasitansi C₂ dibentuk oleh silinder lapis luar. Film tembaga dua sisi dari papan sirkuit fleksibel lapis ganda setara dengan pelat elektroda, dan bahan dasar papan sirkuit fleksibel, seperti poliimida, berfungsi sebagai dielektrik. Penampang radialnya ditunjukkan pada Gambar 3. Kapasitansi setara C dapat dihitung dengan Rumus.

Dalam rumus: r₁ adalah jari-jari dalam silinder; r₂ adalah jari-jari luar silinder; H adalah panjang papan sirkuit cetak fleksibel; ε_r adalah permitivitas relatif dari elektrolit; ε₀ adalah permitivitas vakum.

1.2 Prinsip Pengukuran Arus

Transformator elektronik menggunakan kumparan Rogowski untuk mengukur arus. Hubungan antara tegangan output sekunder dan arus input primer adalah sebagai berikut:

Dalam rumus, M adalah konstanta yang tidak bergantung pada posisi arus yang diukur. Tegangan output dari kumparan Rogowski sebanding dengan turunan dari arus yang diukur. Oleh karena itu, dengan menambahkan tautan integrasi setelah output kumparan Rogowski, arus yang diukur dapat dipulihkan.

Dalam proyek ini, kumparan Rogowski adalah kumparan Rogowski yang dibuat dari papan sirkuit cetak. Sensitivitas, akurasi pengukuran, stabilitas kinerja, interchangabilitas produk, dan efisiensi produksi semuanya lebih unggul dibandingkan dengan kumparan yang dililit secara tradisional.

Untuk mengurangi gangguan medan magnet aksesori dan meningkatkan akurasi pengukuran, kumparan Rogowski yang dibuat dari papan sirkuit cetak biasanya menggunakan dua kumparan yang dihubungkan seri untuk membentuk input diferensial. Arah gulungan kedua kumparan PCB ini berbeda. Satu digulung menurut aturan tangan kanan, dan yang lainnya digulung menurut aturan tangan kiri. Dengan cara ini, dua tegangan induksi dengan polaritas berlawanan dihasilkan, dan tegangan output dari hubungan seri adalah dua kali lipat dari kumparan Rogowski tunggal, seperti ditunjukkan pada Gambar 4.