Wat is 'n Rogowski-spoel?
Wat is 'n Rogowski-spoel?
Rogowski-spoel definisie
'n Rogowski-spoel word gedefinieer as 'n elektriese toestel wat wisselstroom (AC) en hoogsnelheidsoorgangs- of pulserende strome meet.
Rogowski-spoel kenmerk
'n Rogowski-spoel is 'n ewe gewonde spoel met N aantal windinge en konstante doorsnede oppervlak A. Daar is geen metaalkern in 'n Rogowski-spoel nie. Die eindeterminal van die spoel word deur die sentrale as van die spoel na die ander eind teruggevoer. Dus, is albei terminals aan dieselfde kant van die spoel.
Werkprinsipe
Rogowski-spoels werk op grondslag van Faraday se wet, soortgelyk aan AC-stroomtransformateurs (CTs). By CTs is die spanning wat in die sekondere spoel geïnduseer word, eweredig aan die stroom in die geleider. Die verskil tussen Rogowski-spoels en AC-stroomtransformateurs is in die kern. By Rogowski-spoels word 'n lugkern gebruik en by die stroomtransformateur word 'n staalkern gebruik.
Wanneer stroom deur die geleider vloei, sal dit 'n magneetveld skep. As gevolg van die kruising met 'n magneetveld, word 'n spanning tussen die terminals van die Rogowski-spoel geïnduseer.
Die grootte van die spanning is eweredig aan die stroom wat deur die geleider vloei. Rogowski-spoels is geslote pad. Algemene word die uitset van Rogowski-spoels met 'n integrator-sirkel verbind. Dus, word die spoelspanning dan geïntegreer om 'n uitsetspanning te gee wat eweredig is aan die insetstroomsignaal.
Rogowski-spoel integrator
Volgens die komponente wat in die integrator gebruik word, is daar twee tipes integrators;
Pasiewe integrator
Aktiewe integrator
Pasiewe integrator
Vir 'n groot uitsetbereik van Rogowski-spoels, werk die reeks RC-sirkel as 'n integrator. Die waarde van die aanvaarbare fasefout bepaal die waarde van Weerstand (R) en Kapasiteit (C).
Die verhouding tussen R en C en fasefout kan afgelei word uit die faserdiagram van die RC-netwerk. En dit word soos in die onderstaande figuur getoon.
In die faserdiagram,
VR en VC verteenwoordig die spanningsval oor die weerstand en kapasiteit,
IT is die netto stroom in die netwerk,
V0 is die uitsetspanning. Hierdie spanning is dieselfde as die spanning oor die kapasiteit (VC),
VIN is die insetspanning. Dit is 'n vektorsom van die spanningsval oor die weerstand en kapasiteit.
Die spanningsval oor die weerstand is in fase en 'n spanning
val oor die kapasiteit sal met 90˚ agterweë wees ten opsigte van die netto stroom.
Aktiewe integrator
Die RC-sirkel werk as 'n demper, wat die spanning oor die kapasiteit verminder. By lae stroomvlakke kan die uitsetspanning baie laag wees, in mikrovolt (μV), wat 'n swak signaal vir die Analog na Digitale Omsetter (ADC) skep.
Hierdie probleem kan opgelos word deur 'n Aktiewe Integrator te gebruik. Die sirkel van 'n aktiewe integrator is soos in die onderstaande figuur getoon.
Hier is die RC-element in die terugvoerpad van 'n Versterker. Die versterkingsverhouding van die versterker kan aangepas word deur die volgende vergelyking te gebruik.
Voordelige van Rogowski-spoel
Dit kan op vinnig veranderende ströme reageer.
Daar is geen gevaar dat die sekondere spoel oopgaan nie.
Lug word as medium gebruik, sonder 'n magneetkern. Dit verhoed enige risiko van kernverzadiging.
By hierdie spoel is temperatuurkompensasie eenvoudig.
Nadele van Rogowski-spoel
Om die stroomgrafiek te verkry, moet die uitset van die spoel deur 'n integrator-sirkel gaan. Dit benodig 'n voeding van 3V tot 24Vdc.
Dit kan nie DC-stroom meet nie.
