Rogowski Coil ist eines der am häufigsten verwendeten Geräte zur Messung von Wechselstrom . Genau wie andere Geräte wie Zangenmesser, Multimeter usw. Diese Spule kann auch zur Messung von Wechselstrom verwendet werden. Die Rogowski-Spule ist eine Art Spiralwicklung oder Draht, der einer großen Feder ähnelt. Die Feder ist so gewickelt, dass ein Ende der Feder durch den Mittelteil der Feder zum Anfangsende zurückgeschickt wird. Damit kommen beide Enden der Spule zum gleichen Ende. Diese Spule wird hauptsächlich zur Messung von Wechselströmen verwendet und arbeitet nach dem Konzept von Faradaysches Gesetz der elektromagnetischen Induktion.
Rogowski-Spulenschaltung
In diesem Spulenkreis ist es so gewickelt, dass ausgehend von einem Ende die Spule spiralförmig gewickelt ist und das andere Ende wieder in den Hohlspalt der spiralförmig geformten Spule und an beiden Enden der Spule herausgeführt wird Form an einem Punkt.
Rogowski-Spule
Rogowski-Spulentheorie
Es wird zur Messung von Wechselströmen verwendet. Es arbeitet nach dem Konzept des Faradayschen Gesetzes der elektromagnetischen Induktion. Unabhängig vom zu messenden Strom, der in einem Draht fließt, wird die Rogowski-Spule um den Draht gelegt und bedeckt den Draht. Durch Elektromagnetische Induktion Der in dem zu messenden Draht fließende Strom induziert eine EMK in der Rogowski-Spule gemäß dem Faradayschen Gesetz der elektromagnetischen Induktion.
Rogowski Spulendesign
Nach der Induktion der EMK in der Rogowski-Spule kann der Strom mit einem weiteren Messgerät wie einem Zangenmesser gemessen werden. Wir können sogar einen CRO verwenden, um diesen an der Rogowski-Spule induzierten Strom und diese Spannung zu messen. Im Rogowskis Spulendesign, Die Spule ist spiralförmig gewickelt, so dass beide Enden der Spule an den gleichen Punkt kommen. Dann wird diese Spule um den Draht gewickelt, damit der Strom gemessen werden kann.
Rogowski-Spulenformel
Die in der Rogowski-Spule induzierte EMK ist gegeben durch
E = M * (di / dt)
Wobei E die an den Enden der Rogowski-Spule induzierte EMK ist, M die gegenseitige Induktivität der Spule ist und di / dt die Änderungsrate des Stroms durch die Spule ist. Es ist zu beachten, dass M die Gegeninduktivität ist, jedoch nicht Selbstinduktivität . Wenn wir die gegenseitige Induktivität betrachten, sollten auch andere Faktoren wie Kopplungskonstanten, Punktkonvention usw. berücksichtigt werden.
Sobald das E gemessen ist, kann der Strom unter Verwendung einer RC-Grundschaltung oder eines einfachen Zangenmessgeräts gemessen werden, das wiederum nach dem Prinzip des Faradayschen Gesetzes der elektromagnetischen Induktion arbeitet.
Arbeitsprinzip der Rogowski-Spule
Wie in der Figur gezeigt, ist die spiralförmig geformte Spule eine Spule. Die zylindrische Spule ist der Leiter, für den der Strom gemessen werden soll. Wenn die Spule um den Leiter gewickelt ist, induziert der im Leiter fließende Strom aufgrund des Faradayschen Gesetzes der elektromagnetischen Induktion eine EMK in der Spule. Die induzierte EMK hängt von der Anzahl der Windungen und der gegenseitigen Induktivität der Spule ab.
Arbeitsprinzip
Die EMK wird unter Verwendung einer RC-Schaltung gemessen, wie in der Abbildung gezeigt. Die RC-Schaltung fungiert als Integratorschaltung zum Messen der Spannung. Wir können die Spannung sogar direkt messen, indem wir einen CRO oder ein einfaches Zangenmessgerät verwenden.
Rogowski Coil Versus Hall-Effekt
In der Spule muss der gemessene Strom Wechselstrom sein. Aufgrund seiner alternierenden Natur wird eine relative Verschiebung zwischen der Spule und dem Magnetfeld erhalten. Dies ist das Grundgesetz des Faradayschen Induktionsprinzips. Wenn der fließende Strom jedoch Gleichstrom ist, kann die Spule den Strom nicht messen. In solchen Fällen wäre die im Kern induzierte EMK statischer Natur.
Zur Messung der statischen EMK werden Hall-Effekt-basierte Sensoren verwendet. Grundsätzlich können Hall-Effekt-Sensoren verwendet werden, um statische EMK zu erfassen. Daher wird zur Messung der Wechselspannung die Spule verwendet, und zur Messung der Gleichspannung werden Hall-Effekt-Sensoren verwendet. Beide Prinzipien finden sich im Zangenmessgerät, das sowohl Wechsel- als auch Gleichströme misst.
Rogowski-Spulentest
Im Fehlerfall kann die Spule einfach mit der impedanzbasierten Methode getestet werden. Bei Unterbrechungsfehlern ist die gemessene Impedanz sehr hoch. Und für jeden Kurzschluss in der Wicklung ist die gemessene Impedanz sehr niedrig. Basierend auf dem Impedanzwert können also die Art des Fehlers und die Prüfung der Spule durchgeführt werden.
Rogowski-Spulengenauigkeit
Die Spule ist sehr genau, da sie den Wechselstrom nach dem Faradayschen Gesetz misst. Aufgrund des Luftspalts zwischen Primär- und Sekundärwicklung würde es zu winzigen Verlusten kommen, die ignoriert werden können.
Vorteile und Nachteile
Die Vorteile sind
- Es ist sehr genau und einfach zu bedienen.
- Der Stromkreis, für den der Strom gemessen wird, muss nicht unterbrochen werden
- Effizient ist sehr hoch
Die Nachteile sind
- Es werden nur Wechselströme gemessen
- Externe Mittel zur Strommessung sind erforderlich. Die Spule selbst kann den Strom nicht messen
Anwendungen
Da die Rogowski-Spule zur Messung von Wechselströmen verwendet wird, hat sie zahlreiche Anwendungen. Es wird in Zangenmessgeräten, Multimetern, CRO-Sonden, Signalsonden, digitalen Speicheroszilloskopen usw. verwendet.
Daher haben wir das Funktionsprinzip und die Funktionsweise von gesehen Rogowski-Spulen . Im Allgemeinen wird dies nur zur Messung von Wechselströmen verwendet. Es wäre interessant zu wissen, ob die Spule verwendet werden kann, um andere Formen von Wechselströmen wie Rechteckwelle, Trapez usw. zu messen.
