Τι είναι ένα Rogowski Coil;

Τι είναι ένα Rogowski Coil?

Ορισμός Rogowski Coil

Ένα Rogowski Coil ορίζεται ως ηλεκτρονικό συστηματικό που μετρά εναλλακτή ρευστή (AC) και υψηλής ταχύτητας μεταβλητές ή παλμικές ροές.

Χαρακτηριστικά Rogowski Coil

Ένα Rogowski Coil είναι ένα ομοιόμορφα ενεργοποιημένο κατεδάφωμα με N αριθμό στροφών και σταθερή επιφάνεια διατομής A. Δεν υπάρχει μεταλλικό πυρήνας σε ένα Rogowski Coil. Το τελικό του κατεδάφωμα επιστρέφει μέσω του κεντρικού άξονα του κατεδάφωμα σε άλλο τελικό. Συνεπώς, και τα δύο τελικά βρίσκονται στο ίδιο άκρο του κατεδάφωμα.

Αρχή Λειτουργίας

Τα Rogowski Coils λειτουργούν με βάση το νόμο του Faraday, όπως και τα μετατροπείς εναλλακτής ρευστής (CTs). Στους CTs, η επικαλυμμένη τάση στο δευτερεύον κατεδάφωμα είναι ανάλογη με τη ροή στον ηλεκτροδόχο. Η διαφορά μεταξύ Rogowski Coils και μετατροπείς εναλλακτής ρευστής είναι στον πυρήνα. Στα Rogowski Coils, χρησιμοποιείται ένας αερίνος πυρήνας, ενώ στον μετατροπέα ρευστής, χρησιμοποιείται ένας πυρήνας από χάλυβα.

Όταν η ροή περνά μέσω του ηλεκτροδόχου, δημιουργείται ένα μαγνητικό πεδίο. Λόγω της τομής με το μαγνητικό πεδίο, επικαλύπτεται μια τάση μεταξύ των τερματικών του Rogowski Coil.

Η μέγεθος της τάσης είναι ανάλογη με τη ροή που περνά μέσω του ηλεκτροδόχου. Τα Rogowski Coils είναι κλειστής πορείας. Γενικά, η εξόδος των Rogowski Coils είναι συνδεδεμένη με το περιστασιακό κύκλωμα. Έτσι, η τάση του κατεδάφωμα ενσωματώνεται για να παρέχει μια εξόδο τάση που είναι ανάλογη με τον εισαγωγικό σήμα ροής.

Περιστασιακό Rogowski Coil

Σύμφωνα με τα συστατικά στοιχεία του περιστασιακού, υπάρχουν δύο τύποι περιστασιακών;

• Ενεργός Περιστασιακός

• Ενεργός Περιστασιακός

Ενεργός Περιστασιακός

Για μεγάλο εύρος εξόδου των Rogowski Coils, το σειριακό RC κύκλωμα λειτουργεί ως περιστασιακό. Η αποδεκτή τιμή του φάσης σφάλματος αποφασίζει την τιμή του Αντίστασης (R) και της Καταναλωτικότητας (C).

Η σχέση μεταξύ R και C και του σφάλματος φάσης μπορεί να προκύψει από το διάγραμμα φασματικών του RC δικτύου. Και είναι όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Στο διάγραμμα φασματικών,

VR και VC αντιπροσωπεύουν την πτώση τάσης στον αντιστάτη και τον καταναλωτή,

IT είναι η συνολική ροή στο δίκτυο,

V0 είναι η εξόδος τάσης. Αυτή η τάση είναι η ίδια με την τάση πάνω στον καταναλωτή (VC),

VIN είναι η εισαγωγική τάση. Είναι η διανυσματική άθροιση της πτώσης τάσης στον αντιστάτη και τον καταναλωτή.

Η πτώση τάσης στον αντιστάτη είναι σε φάση και η πτώση τάσης

στον καταναλωτή θα καθυστερήσει κατά 90˚ σε σχέση με τη συνολική ροή.

Ενεργός Περιστασιακός

Το RC κύκλωμα λειτουργεί ως αττενούατορ, μειώνοντας την τάση πάνω στον καταναλωτή. Σε χαμηλά επίπεδα ροής, η εξόδος τάσης μπορεί να είναι πολύ χαμηλή, σε μικροβόλτ (μV), δημιουργώντας ένα αδύναμο σήμα για τον Analog to Digital Converter (ADC).

Αυτό το πρόβλημα μπορεί να λυθεί χρησιμοποιώντας έναν Ενεργό Περιστασιακό. Το κύκλωμα ενός ενεργού περιστασιακού είναι όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Εδώ, το στοιχείο RC είναι στην πίσω διαδρομή ενός Ενισχυτή. Η απόδοση του ενισχυτή μπορεί να προσαρμοστεί χρησιμοποιώντας την παρακάτω εξίσωση.

Πλεονεκτήματα Rogowski Coil

• Μπορεί να απαντήσει σε γρήγορα μεταβαλλόμενες ροές.

• Δεν υπάρχει κίνδυνος ανοίγματος του δευτερεύοντος κατεδάφωμα.

• Χρησιμοποιείται το αέριο ως μέσο, χωρίς μαγνητικό πυρήνα. Αυτό αποτρέπει κάθε κίνδυνο κόλλησης του πυρήνα.

• Σε αυτό το κατεδάφωμα, η αναστολή θερμοκρασίας είναι απλή.

Μειονεκτήματα Rogowski Coil

• Για να προκύψει το σχήμα ροής, η εξόδος του κατεδάφωμα πρέπει να περάσει μέσω του περιστασιακού κυκλώματος. Χρειάζεται μια πηγή τροφοδοσίας 3V έως 24Vdc.

• Δεν μπορεί να μετρήσει την DC ροή.