Šta je Rogowski jev zavoj?

Šta je Rogowski bobina?

Definicija Rogowski bobine

Rogowski bobina se definiše kao električni uređaj koji meri izmjeničnu struju (AC) i visokobrzinske prelazne ili pulsirajuće struje.

Karakteristike Rogowski bobine

Rogowski bobina je ravnomerno zavijena bobina sa N brojem zavojaka i konstantnom površinom preseka A. U Rogowski bobini ne postoji metalno jezgro. Krajnji terminal bobine vraća se kroz centralnu osu bobine do drugog kraja. Stoga su oba terminala na istom kraju bobine.

Princip rada

Rogowski bobine rade na osnovu Faradajevog zakona, slično transformatorima za izmjeničnu struju (CT). U CT-ovima, napon induciran u sekundarnoj bobini proporcionalan je struji u vodilu. Razlika između Rogowski bobina i transformatora za izmjeničnu struju jeste u jezgru. U Rogowski bobinama koristi se vazdušno jezgro, dok u transformatoru za izmjeničnu struju koristi se čelikovo jezgro.

Kada struja prođe kroz vodil, stvara se magnetno polje. Zbog preseka sa magnetnim poljem, inducira se napon između terminala Rogowski bobine.

Veličina napona proporcionalna je struji koja prođe kroz vodil. Rogowski bobine su zatvorene putanje. Obično, izlaz Rogowski bobina povezan je sa integrator sklopom. Tako, napon bobine se integriše kako bi se pružao izlazni napon koji je proporcionalan ulaznom signalu struje.

Integrator Rogowski bobine

Prema komponentama korišćenim u integratoru, postoje dva tipa integratora;

• Pasivni integrator

• Aktivni integrator

Pasivni integrator

Za veliki opseg izlaza Rogowski bobine, serijski RC sklop deluje kao integrator. Vrednost prihvatljive greške faze određuje vrednost otpora (R) i kapacitansa (C).

Odnos između R i C i greške faze može se izvesti iz faznog dijagrama RC mreže. I prikazano je na sledećem slici.

U faznom dijagramu,

VR i VC predstavljaju pad napona preko otpornika i kondenzatora,

IT je ukupna struja u mreži,

V0 je izlazni napon. Ovaj napon je isti kao napon preko kondenzatora (VC),

VIN je ulazni napon. To je vektorska suma pada napona preko otpornika i kondenzatora.

Pad napona preko otpornika je u fazi, a pad napona preko kondenzatora će zaostati za 90˚ u odnosu na ukupnu struju.

Aktivni integrator

RC sklop deluje kao atenuator, smanjujući napon preko kondenzatora. Na niskim nivoima struje, izlazni napon može biti vrlo nizak, u mikrovoltima (μV), stvarajući slab signal za analogni-digitalni pretvarač (ADC).

Ovaj problem se može rešiti korišćenjem aktivnog integratora. Sklop aktivnog integratora prikazan je na sledećem slici.

Ovde, RC element nalazi se u povratnoj putanji pojačača. Povećanje pojačača može se podešavati korišćenjem sledeće jednačine.

Prednosti Rogowski bobine

• Može da reaguje na brzo promenljive struje.

• Ne postoji opasnost otvaranja sekundarne bobine.

• Vazduh se koristi kao medijum, bez magnetskog jezgra. To sprečava bilo kakav rizik od nasitnjenja jezgra.

• U ovoj bobini, kompenzacija temperature je jednostavna.

Nedostaci Rogowski bobine

• Da bi se dobila talasna forma struje, izlaz bobine mora proći kroz integrator sklop. Potrebna je napajajuća snaga od 3V do 24Vdc.

• Ne može da meri DC struju.