nazwany na cześć ich wynalazcy, Waltera Rogowskiego, styl Rogowski cewek został po raz pierwszy opracowany w 1912 roku. Funkcjonują one jako narzędzia pomiarowe, które określają przepływ prądu przez przewód, który został wprowadzony w elastyczną pętlę Rogowskiego. Cewki Rogowskiego umożliwiają obserwatorowi dokładne zbadanie zmian prądu w danym okresie. Aby wykorzystać wyjście, może być konieczne „zintegrowanie” wyjściowego napięcia surowego. Za chwilę porozmawiamy o tym, co to oznacza, ale najpierw musimy wyjaśnić trochę więcej o samych cewkach.
co to właściwie jest?
cewka Rogowskiego jest konfiguracją zamkniętej pętli, która jest nawinięta na niemagnetycznym, stałym obszarze przekroju.
ekstremalna elastyczność cewki pozwala na owinięcie jej wokół kabli i szyn zbiorczych bez zakłócania zasilania lub zwiększania obciążenia energetycznego mierzonej linii. Liniowa moc wyjściowa i elastyczność cewki zapewniają bardziej wszechstronne działanie niż tradycyjne CTS; istnieją jednak pewne wady. Nawet jeśli można zmierzyć wysokie natężenie prądu bez nasycenia, indukcyjność cewki wypiera fazę + 90 stopni w odniesieniu do prądu wejściowego, jak pokazano poniżej.
przesunięcie fazowe cewki Rogowskiego
zalety i wady cewek Rogowski
korzyści z używania cewek Rogowski zazwyczaj przewyższają kilka wyzwań, które mogą wystąpić. Ponieważ nie mają rdzenia, są: 1) wygodnie elastyczne i 2) lekkie i łatwe w zarządzaniu (niższy koszt wysyłki itp.). Cewki są często wykonane w dużych obwodach, aby umożliwić pomiar szerokich szyn zbiorczych lub wielu kabli (w tej samej fazie). Mogą być również używane do wykrywania małych zmian prądu przemiennego w dużych obciążeniach DC, ponieważ nie występuje nasycenie (DC zwykle zbyt szybko nasyca rdzenie tradycyjnych CTs). Mogą obsługiwać szybkie zmiany prądu w tak krótkim czasie, jak kilka nanosekund.
pasywne cewki Rogowskiego wytwarzają bardzo niskie napięcie AC, często gdzieś pomiędzy 20 – 150MV na 1000A. ponadto, jak wspomniano wcześniej, faza jest opóźniona o 90 stopni. Większość producentów liczników wymaga 333 mV, 5A, 1A lub innego (wyższego) sygnału wyjściowego niż to, co cewki Rogowskiego wytwarzają pasywnie. Z tego powodu producenci cewek Rogowski często sprzedają swoje produkty z opcją „integratora”. Integrator robi dwie rzeczy:
- wzmacnia sygnał (zazwyczaj do 333 mV lub innego powszechnie akceptowanego sygnału)
- kompensuje przesunięcie fazowe o 90 stopni.
Nauka
Poniżej znajduje się sformułowanie fizyczne: V = – M dI / dt
V = wykryte napięcie
M = wzajemna indukcyjność cewki lub czułość Cewki (Vs / A)
dI/dt = szybkość zmiany prądu
Obwód równoważny ct cewki Rogowskiego
źródło: praktyczne aspekty zastosowania cewki Rogowskiego do przekazywania, Kojovic, Beresh i in.
zastosowania
cewki Rogowskiego są powszechnie stosowane w sytuacjach monitorowania energii. Są również bardzo popularne w pomiarach prądów w systemach zasilanych impulsami, piecach do topienia łukowego, systemach spawalniczych, testowaniu generatorów elektrycznych i jako czujniki w elektrowniach do sterowania ich systemami zabezpieczającymi.
aim Dynamics oferuje szeroką gamę cewek Rogowskiego. Istnieją opcje bez integratora (pasywny) i opcje z integratorem (aby skorygować przesunięcie fazowe i wzmocnić/transdukować sygnał). Możesz zobaczyć nasze opcje na: https://aimdynamics.com/rogowski-coil-products/
wniosek
cewka Rogowskiego jest użyteczną alternatywą dla tradycyjnego CTs, ponieważ:
- umożliwia konsumentowi szeroki zakres natężeń i częstotliwości od Hz do MHz.
- jest często tańszy w implementacji niż CTs zdolne do podobnych pomiarów, co pozwala obniżyć koszty budowy.
- oferuje dużą elastyczność fizyczną, a także mniejszy rozmiar (niż CTs zdolny do podobnego pomiaru).
- może wymagać „integracji”, jeśli urządzenie pomiarowe nie obsługuje ich pasywnie.