Какво е Роговски котон?

Какво е Роговски котон?

Определение на Роговски котон

Роговски котон е електрическо устройство, което измерва променлив ток (AC) и високоскоростни преходни или импулсивни токове.

Характеристики на Роговски котона

Роговски котон е равномерно намотан котон с N брой обиколки и постоянна площ на сечението A. В Роговски котона няма метално ядро. Крайният терминал на котона е върнат през централната ос на котона до другия край. Следователно, двете терминали са на един и същ край на котона.

Принцип на действие

Роговски котоните работят на основата на законите на Фарадей, подобно на AC трансформатори за ток (CTs). В CT-тата, напрежението, индуцирано в вторичната обмотка, е пропорционално на тока в проводника. Разликата между Роговски котоните и AC трансформаторите за ток е в ядрото. В Роговски котоните се използва въздушно ядро, а в трансформаторите за ток - стоманено ядро.

Когато ток преминава през проводника, създава магнитно поле. В резултат на пресичането с магнитното поле, се индуцира напрежение между терминалите на Роговски котона.

Магнитудата на напрежението е пропорционална на тока, преминаващ през проводника. Роговски котоните са затворена петля. Обикновено, изходът на Роговски котоните е свързан с интеграторен контур. Така, напрежението на котона се интегрира, за да предостави изходно напрежение, което е пропорционално на входния сигнал на тока.

Интегратор на Роговски котон

Според компонентите, използвани в интегратора, има два типа интегратори;

• Пасивен интегратор

• Активен интегратор

Пасивен интегратор

За голям диапазон на изхода на Роговски котоните, серия RC контур действа като интегратор. Стойността на допустимата фазова грешка определя стойността на съпротивление (R) и капацитет (C).

Връзката между R и C и фазова грешка може да бъде извлечена от фазовата диаграма на RC мрежата. И е показана в следната фигура.

В фазовата диаграма,

VR и VC представляват падането на напрежението през съпротивлението и кондензатора,

IT е чистият ток в мрежата,

V0 е изходното напрежение. Това напрежение е същото като напрежението през кондензатора (VC),

VIN е входното напрежение. То е векторна сума на падането на напрежението през съпротивлението и кондензатора.

Падането на напрежението през съпротивлението е в фаза и падането на напрежението

през кондензатора ще закъснее с 90˚ спрямо чистия ток.

Активен интегратор

RC контурът действа като аттенюатор, намаляващ напрежението през кондензатора. При ниски нива на тока, изходното напрежение може да бъде много ниско, в микроволтове (μV), създавайки слаб сигнал за Аналогово-цифров преобразувател (ADC).

Този проблем може да бъде решен чрез използване на Активен интегратор. Схемата на активен интегратор е показана в следната фигура.

Тук, RC елементът е в обратната връзка на Усилител. Печалбата на усилителя може да бъде регулирана чрез следното уравнение.

Преимущества на Роговски котон

• Може да реагира на бързо променящи се токове.

• Няма опасност от отваряне на вторичната обмотка.

• Въздухът се използва като среда, без магнитно ядро. Това предотвратява всякакъв риск от насищане на ядрото.

• В този котон, температурната компенсация е проста.

Недостатъци на Роговски котон

• За да се получи формата на тока, изходът на котона трябва да мине през интеграторен контур. Той изисква захранване от 3V до 24Vdc.

• Не може да измерва DC ток.