Apa itu Rogowski Coil?

Apa itu Koil Rogowski?

Definisi Koil Rogowski

Koil Rogowski didefinisikan sebagai perangkat listrik yang mengukur arus bolak-balik (AC) dan arus transien atau pulsa berkecepatan tinggi.

Karakteristik Koil Rogowski

Koil Rogowski adalah koil yang diputar secara merata dengan N jumlah putaran dan luas penampang konstan A. Tidak ada inti logam dalam koil Rogowski. Terminal ujung koil dikembalikan melalui sumbu pusat koil ke terminal lainnya. Oleh karena itu, kedua terminal berada di ujung yang sama dari koil.

Prinsip Kerja

Koil Rogowski bekerja berdasarkan hukum Faraday, mirip dengan transformator arus bolak-balik (CT). Dalam CT, tegangan yang diinduksi pada koil sekunder sebanding dengan arus dalam konduktor. Perbedaan antara koil Rogowski dan transformator arus bolak-balik terletak pada intinya. Dalam koil Rogowski, digunakan inti udara, sedangkan dalam transformator arus, digunakan inti baja.

Ketika arus melewati konduktor, akan menciptakan medan magnet. Karena adanya persimpangan dengan medan magnet, tegangan diinduksi antara terminal koil Rogowski.

Besarnya tegangan sebanding dengan arus yang melewati konduktor. Koil Rogowski memiliki jalur tertutup. Secara umum, output koil Rogowski terhubung dengan rangkaian integrator. Jadi, tegangan koil kemudian diintegrasikan untuk memberikan tegangan output yang sebanding dengan sinyal arus input.

Integrator Koil Rogowski

Berdasarkan komponen yang digunakan dalam integrator, terdapat dua jenis integrator;

• Integrator Pasif

• Integrator Aktif

Integrator Pasif

Untuk rentang output yang besar dari koil Rogowski, rangkaian RC seri bertindak sebagai integrator. Nilai resistansi (R) dan kapasitansi (C) ditentukan oleh nilai kesalahan fase yang dapat diterima.

Hubungan antara R dan C serta kesalahan fase dapat diturunkan dari diagram fasor jaringan RC. Dan seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Dalam diagram fasor,

VR dan VC mewakili penurunan tegangan di seberang resistor dan kapasitor,

IT adalah arus bersih dalam jaringan,

V0 adalah tegangan output. Tegangan ini sama dengan tegangan di seberang kapasitor (VC),

VIN adalah tegangan input. Ini adalah jumlah vektor dari penurunan tegangan di seberang resistor dan kapasitor.

Penurunan tegangan di seberang resistor sefasa dan penurunan tegangan di seberang kapasitor akan tertinggal 90˚ terhadap arus bersih.

Integrator Aktif

Rangkaian RC berfungsi sebagai pengurang, mengurangi tegangan di seberang kapasitor. Pada level arus rendah, tegangan output bisa sangat rendah, dalam mikrovolt (μV), menciptakan sinyal lemah untuk Analog to Digital Converter (ADC).

Masalah ini dapat diselesaikan dengan menggunakan Integrator Aktif. Sirkuit integrator aktif seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Di sini, elemen RC berada di jalur umpan balik Amplifier. Gain amplifier dapat disesuaikan dengan menggunakan persamaan di bawah ini.

Keuntungan Koil Rogowski

• Dapat merespons arus yang berubah cepat.

• Tidak ada bahaya pembukaan koil sekunder.

• Udara digunakan sebagai medium, tanpa inti magnet. Hal ini mencegah risiko jenuh inti.

• Dalam koil ini, kompensasi suhu sederhana.

Kerugian Koil Rogowski

• Untuk mendapatkan bentuk gelombang arus, output koil harus melewati rangkaian integrator. Diperlukan sumber daya 3V hingga 24Vdc.

• Tidak dapat mengukur arus DC.