Kas ir Rogowski spīdole?

Kas ir Rogowski spīdole?

Rogowski spīdoles definīcija

Rogowski spīdole ir elektrotehniska ierīce, kas mēra maiņstrāvu (AC) un ātru pārejošu vai impulsveida strāvas.

Rogowski spīdoles īpašības

Rogowski spīdole ir vienmērīgi apvijta spīdole ar N skaita apgriezieniem un nemainīgu priekšskatnes laukumu A. Rogowski spīdoles centrā nav metāla kodols. Spīdoles gals termiņš tiek atvests caur spīdoles centrālo asi līdz otram galam. Tāpēc abi termiņi atrodas vienā un tajā pašā spīdoles gale.

Darbības princips

Rogowski spīdoles darbojas saskaņā ar Faradeja likumu, līdzīgi kā AC strāvas transformatoriem (CT). CT gadījumā sekundārajā spīdoles vadiņā izraisītā spriegums ir proporcionāls strāvai vedējā. Atšķirība starp Rogowski spīdoles un AC strāvas transformatoriem ir kodolā. Rogowski spīdoles izmanto gaisa kodolu, bet strāvas transformatoros izmanto dzelzs kodolu.

Kad strāva plūst caur vedēju, tā rada magnētisko lauku. Tā rezultātā Rogowski spīdoles termiņos tiek izraisīts spriegums.

Izraisītā sprieguma lielums ir proporcionāls strāvai, kas plūst caur vedēju. Rogowski spīdoles ir slēgtā ceļa. Parasti Rogowski spīdoles izvade tiek savienota ar integrēšanas shēmu, lai spīdoles spriegums tika integrēts, nodrošinot izvades spriegumu, kas proporcionāls ievades strāvas signālam.

Rogowski spīdoles integrators

Atkarībā no izmantotajiem komponentiem, ir divi veidi no integrātoriem;

• Pasīvs integrators

• Aktīvs integrators

Pasīvs integrators

Lielam Rogowski spīdoles izvades diapazonam, RC shēma darbojas kā integrators. Fāzes kļūdas pieņemtā vērtība nosaka Rezistences (R) un Kapacitances (C) vērtības.

Attiecība starp R un C un fāzes kļūdu var tikt izvadīta no RC tīkla fazora diagrammas. Un tā redzama zemāk esošajā attēlā.

Fazora diagrammā,

VR un VC pārstāv sprieguma kritumu uz rezistenci un kapacitoru,

IT ir tīkla kopējā strāva,

V0 ir izvades spriegums. Šis spriegums ir tāds pats kā spriegums uz kapacitora (VC),

VIN ir ievades spriegums. Tas ir vektora summa no sprieguma kritumiem uz rezistenci un kapacitoru.

Sprieguma kritums uz rezistenci ir fāzē, un sprieguma kritums uz kapacitoru notiek 90˚ aizmugurē attiecībā pret kopējo strāvu.

Aktīvs integrators

RC shēma darbojas kā attēkļa elements, samazinot spriegumu uz kapacitora. Zemās strāvas līmeņos izvades spriegums var būt ļoti zems, mikrovoltos (μV), radot vāju signālu analoģiskā digitālajā konverterā (ADC).

Šo problēmu var atrisināt, izmantojot aktīvo integratoru. Aktīvā integratora shēma ir parādīta zemāk esošajā attēlā.

Šeit RC elementi atrodas amplifikatora atgriezenes ceļā. Amplifikatora guvumu var pielāgot, izmantojot zemāk esošo vienādojumu.

Rogowski spīdoles priekšrocības

• Tā var reaģēt uz ātri mainīgām strāvām.

• Nav bīstamības, ka sekundārā spīdole atviegšanos.

• Kā mežs izmanto gaisu, bez magnētiskā kodola. Tas novērš jebkuru kodola saturošanās risku.

• Šajā spīdoles temperatūras kompensācija ir vienkārša.

Rogowski spīdoles trūkumi

• Lai iegūtu strāvas formu, spīdoles izvadei jāiet caur integrācijas shēmu. Tai nepieciešams 3V līdz 24Vdc enerģijas avots.

• Tā nevar mērīt DC strāvu.