Rogowski bobini nedir?

Rogowski Bobini Nedir?

Rogowski Bobini Tanımı

Rogowski bobini, değişen akım (AC) ve yüksek hızlı geçici veya darbe akımlarını ölçen bir elektrik cihazı olarak tanımlanır.

Rogowski Bobini Özellikleri

Rogowski bobini, N tane sarım sayısı ve sabit kesit alanı A olan eşit sarımlı bir bobindir. Rogowski bobininde metal çekirdek bulunmaz. Bobinin son terminali, bobinin merkezi ekseninden diğer uca geri döndürülür. Bu nedenle, her iki terminal de bobinin aynı ucunda yer alır.

Çalışma Prensibi

Rogowski bobinleri, AC akım dönüştürücülerine (CT'ler) benzer şekilde Faraday yasasına dayalı olarak çalışır. CT'lerde, ikincil bobinde induksiyon edilen gerilim,iletken içindeki akıma orantılıdır. Rogowski bobinleri ile AC akım dönüştürücüler arasındaki fark, çekirdeklerindedir. Rogowski bobinlerinde hava çekirdeği kullanılırken, akım dönüştürücülerde çelik çekirdeği kullanılır.

Akım iletken boyunca geçtiğinde, bir manyetik alan oluşturur. Manyetik alanın kesişmesi sonucunda, Rogowski bobinin terminalleri arasında bir gerilim induksiyon edilir.

Gerilimin büyüklüğü, iletken boyunca geçen akıma orantılıdır. Rogowski bobinleri kapalı döngülüdür. Genellikle, Rogowski bobinlerinin çıkışı entegre devresine bağlanır. Böylece, bobin gerilimi entegre edilerek, giriş akım sinyaliyle orantılı bir çıkış gerilimi sağlar.

Rogowski Bobini Entegratörü

Entegratörde kullanılan bileşenlere göre, iki tip entegratör vardır;

• Pasif Entegratör

• Aktif Entegratör

Pasif Entegratör

Rogowski bobinlerinin geniş bir çıkış aralığı için seri RC devresi bir entegratör olarak iş görür. Kabul edilebilir faz hatasının değeri, Direnç (R) ve Kapasitans (C) değerlerini belirler.

R ve C ile faz hata arasındaki ilişki, RC ağının faz diyagramından elde edilebilir. Ve bu, aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.

Faz diyagramında,

VR ve VC, direnç ve kapasitör üzerindeki gerilim düşümünü temsil eder,

IT, ağdaki net akımdır,

V0, çıkış gerilimidir. Bu gerilim, kapasitör (VC) üzerindeki gerilimle aynıdır,

VIN, giriş gerilimidir. Bu, direnç ve kapasitör üzerindeki gerilim düşümünün vektörel toplamıdır.

Direnç üzerindeki gerilim düşümü fazda ve kapasitör üzerindeki gerilim düşümü, net akıma göre 90˚ geciktirilir.

Aktif Entegratör

RC devresi, kapasitör üzerindeki gerilimi azaltan bir zayıflatıcı olarak iş görür. Düşük akım seviyelerinde, çıkış gerilimi çok düşük olabilir, mikrovolt (μV) düzeyinde, Analog-Dijital Dönüştürücü (ADC) için zayıf bir sinyal oluşturur.

Bu sorun, Aktif Entegratör kullanılarak çözülebilir. Aktif entegratör devresi, aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.

Burada, RC elemanı, Bir Amplifikatörün geri besleme yolundadır. Amplifikatörün kazancı, aşağıdaki denklem kullanılarak ayarlanabilir.

Rogowski Bobinin Avantajları

• Hızlı değişen akımlara tepki verebilir.

• İkincil bobinin açılmasından dolayı hiçbir tehlike yoktur.

• Orta olarak hava kullanılır, manyetik çekirdek yoktur. Bu, çekirdek doygunluğu riskini önler.

• Bu bobinde, sıcaklık kompensasyonu basittir.

Rogowski Bobinin Dezavantajları

• Akım dalga formunu elde etmek için, bobinin çıkışı entegre devresinden geçirilmelidir. 3V ila 24Vdc arası bir güç kaynağına ihtiyaç duyar.

• DC akımı ölçemez.