Que é unha bobina Rogowski?
Que é unha bobina de Rogowski?
Definición de bobina de Rogowski
A bobina de Rogowski defineuse como un dispositivo eléctrico que mide correntes alternas (CA) e correntes transitórias ou pulsadas de alta velocidade.
Características da bobina de Rogowski
A bobina de Rogowski é unha bobina uniformemente enroscada con N número de voltas e unha sección transversal constante A. Non hai un núcleo metálico na bobina de Rogowski. O terminal final da bobina volve ao outro extremo a través do eixo central da bobina. Polo tanto, ambos os terminais están no mesmo extremo da bobina.
Principio de funcionamento
As bobinas de Rogowski funcionan baseándose na lei de Faraday, similar aos transformadores de corrente (TCs) de CA. Nos TCs, o voltaxe inducido na bobina secundaria é proporcional á corrente no condutor. A diferenza entre as bobinas de Rogowski e os transformadores de corrente de CA está no núcleo. Nas bobinas de Rogowski, usa-se un núcleo de aire, mentres que nos transformadores de corrente usa-se un núcleo de ferrita.
Cando a corrente pasa polo condutor, crea un campo magnético. Debido á intersección con o campo magnético, indúcese un voltaxe entre os terminais da bobina de Rogowski.
A magnitude do voltaxe é proporcional á corrente que pasa polo condutor. As bobinas de Rogowski son de circuito cerrado. Xeralmente, a saída das bobinas de Rogowski conecta-se cun circuito integrador. Polo tanto, o voltaxe da bobina integra para proporcionar un voltaxe de saída proporcional á sinal de corrente de entrada.
Integrador de bobina de Rogowski
Segundo os compoñentes utilizados no integrador, hai dous tipos de integrador;
Integrador pasivo
Integrador activo
Integrador pasivo
Para un gran rango de saída das bobinas de Rogowski, o circuito RC en serie actúa como un integrador. O valor do erro de fase aceptable decide o valor da Resistencia (R) e Capacitancia (C).
A relación entre R e C e o erro de fase pódese derivar do diagrama fasorial da rede RC. E está mostrado na figura seguinte.
No diagrama fasorial,
VR e VC representan a caída de voltaxe a través do resistor e do capacitor,
IT é a corrente neta na rede,
V0 é o voltaxe de saída. Este voltaxe é o mesmo que o voltaxe a través do capacitor (VC),
VIN é o voltaxe de entrada. É a suma vectorial da caída de voltaxe a través do resistor e do capacitor.
A caída de voltaxe a través do resistor está en fase e a caída de voltaxe a través do capacitor retarda 90˚ respecto á corrente neta.
Integrador activo
O circuito RC actúa como un atenuador, reducindo o voltaxe a través do capacitor. A niveis baixos de corrente, o voltaxe de saída pode ser moi baixo, en microvolts (μV), creando unha sinal débil para o conversor analóxico-digital (ADC).
Este problema pódese resolver usando un Integrador Activo. O circuito dun integrador activo está mostrado na figura seguinte.
Aquí, o elemento RC está no camiño de realimentación dun Amplificador. O ganho do amplificador pode axustarse usando a seguinte ecuación.
Ventajas da bobina de Rogowski
Pode responder a correntes que cambian rapidamente.
Non hai perigo de abrir a bobina secundaria.
Úsase o aire como medio, sen núcleo magnético. Isto evita calquera risco de saturación do núcleo.
Nesta bobina, a compensación de temperatura é simple.
Desvantaxes da bobina de Rogowski
Para obter a forma de onda da corrente, a saída da bobina debe pasar por un circuito integrador. Precisa unha fonte de alimentación de 3V a 24Vdc.
Non pode medir a corrente de CD.
