Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Ауыспалы ток өлшеуге арналған құрылғы
Device for measuring alternating current
Роговски орауы – Вальтер Роговскидің есімімен аталатын, ауыспалы ток (AC) немесе жоғары жылдамдықты ток импульстарын өлшеуге арналған электр құрылғысы. Ол кейде сымнан жасалған спираль тәрізді орамадан тұрады, оның бір ұшы ораманың ортасынан өтіп, екінші ұшына жетеді, нәтижесінде екі терминал да ораманың бір жағында орналасады. Бұл тәсіл кейде кері оралған Роговски деп аталады. Басқа тәсілдер толық тороид геометриясын пайдаланады, оның артықшылығы – орамада тұрған толқындарды тудырмайтын орталық қоздыру. Содан кейін бүкіл құрылым ток өлшенетін түзу өткізгіштің айналасына оралады. Онда металл (темір) өзегі жоқ. Орау тығыздығы, орама диаметрі және ораудың беріктігі – сыртқы өрістерге иммунитетті сақтау және өлшенетін өткізгіштің орналасуына сезімталдықты азайту үшін маңызды. Орамаға индукцияланған кернеу түзу өткізгіштегі ток өзгеру жылдамдығына (туындысына) пропорционалды болғандықтан, Роговски орауының шығысы әдетте токқа пропорционалды шығу сигналын алу үшін электрлік (немесе электрондық) интегратор тізбегіне қосылады. Бұл мақсатта аналогтан цифрлық түрлендіргіштері бар бір чипті сигнал процессорлары жиі қолданылады. Оның қанықтыратын темір өзегі болмағандықтан, ол электр қуатын тарату, дәнекерлеу немесе импульстік қуат қолданылымдарында қолданылатын үлкен токтарға да өте сызықтық болып қалады.
A Rogowski coil, named after Walter Rogowski, is an electrical device for measuring alternating current (AC) or high speed current pulses. It sometimes consists of a helical coil of wire with the lead from one end returning through the centre of the coil to the other end so that both terminals are at the same end of the coil. This approach is sometimes referred to as a counter wound Rogowski. Other approaches use a full toroid geometry that has the advantage of a central excitation not exciting standing waves in the coil. The whole assembly is then wrapped around the straight conductor whose current is to be measured. There is no metal (iron) core. The winding density, the diameter of the coil and the rigidity of the winding are critical for preserving immunity to external fields and low sensitivity to the positioning of the measured conductor. Since the voltage that is induced in the coil is proportional to the rate of change (derivative) of current in the straight conductor, the output of the Rogowski coil is usually connected to an electrical (or electronic) integrator circuit to provide an output signal that is proportional to the current. Single chip signal processors with built in analog to digital converters are often used for this purpose. Because it has no iron core to saturate, it is highly linear even when subjected to large currents, such as those used in electric power transmission, welding, or pulsed power applications.
Кемшіліктер
Бұл типті катушканың басқа типті ток трансформаторларына қарағанда кейбір кемшіліктері бар. Катушканың шығысы ток толқынының пішінін алу үшін интегратор схемасынан өтуі керек. Интегратор схемасына қуат қажет, әдетте 3-тен 24 В тұрақты тоққа дейін, және көптеген коммерциялық сенсорлар осы қуатты батареялардан алады. Дәстүрлі бөлінген өзекті ток трансформаторларына интегратор схемалары қажет емес. Интегратор энергияны жұмсайды, сондықтан Роговский катушкасы тұрақты тоққа (DC) жауап бермейді; дәстүрлі ток трансформаторы да (тұрақты тоқ үшін Néel әсері катушкаларын қараңыз). Дегенмен, олар жиілік компоненттері 1 Гц және одан төмен жиіліктегі өте баяу өзгеріп отыратын токтарды өлшеуге қабілді.
This type of coil also has some disadvantages over other types of current transformers. The output of the coil must be passed through an integrator circuit to obtain the current waveform. The integrator circuit requires power, typically 3 to 24Vdc, and many commercial sensors obtain this from batteries. Traditional split core current transformers do not require integrator circuits. The integrator is lossy, so the Rogowski coil does not have a response down to DC; neither does a conventional current transformer (see Néel effect coils for DC). However, they can measure very slow changing currents with frequency components down to 1 Hz and less.
Қолданбалар
Роговский катушкалары дәл дәнекерлеу жүйелерінде, доғалы балқыту пештерінде немесе электромагниттік ұшырғыштарда ток мониторингі үшін қолданылады. Олар электр генераторларын қысқа тұйықтауға сынау кезінде де, электр станцияларының қорғау жүйелерінде сенсор ретінде де пайдаланылады. Жоғары сызықтылығының арқасында гармоникалық токтың құрамын өлшеу – олардың қолданылуының тағы бір саласы.
Rogowski coils are used for current monitoring in precision welding systems, arc melting furnaces, or electromagnetic launchers. They are also used in short circuit testing of electric generators and as sensors in protection systems of electrical plants. Another field of usage is the measurement of harmonic current content, due to their high linearity.
Ұқсас құрылғылар
Роговски катушкасына ұқсас құрылғыны 1887 жылы Бристоль университетінің Артур Принс Чатток сипаттады. Чатток оны тоқтардың орнына магниттік өрістерді өлшеу үшін пайдаланды. Нақты сипаттамасын 1912 жылы Уолтер Роговски мен В. Штайнхаус берді. Соңғы уақытта Роговски катушкасының принципіне негізделген төмен бағадағы ток сенсорлары жасалды. Бұл сенсорлар магниттік өзегі жоқ трансформаторды қолдана отырып, тоқтың өзгеру жылдамдығын өлшейтін Роговски катушкасының принциптерін қолданады. Дәстүрлі Роговски катушкасынан айырмашылығы, сенсорды тороидті катушкадан гөрі жазық катушкадан жасауға болады. Сенсордың өлшеу аймағынан тыс өткізгіштердің әсерін жою үшін, бұл жазық Роговски ток сенсорлары сыртқы өрістерге реакцияны шектеу үшін тороидтік геометрияның орнына концентрлі катушка геометриясын қолданады. Жазық Роговски ток сенсорының басты артықшылығы – қажетті орамды бұраудың дәлдігін, төмен бағадағы баспалы тізбелерді өндіру арқылы қамтамасыз ету мүмкіндігі.
A device similar to the Rogowski coil was described by Arthur Prince Chattock of Bristol University in 1887. Chattock used it to measure magnetic fields rather than currents. The definitive description was given by Walter Rogowski and W. Steinhaus in 1912. More recently, low cost current sensors based on the principle of a Rogowski coil have been developed. These sensors share the principles of a Rogowski coil, measuring the rate of change of current using a transformer with no magnetic core. The difference from the traditional Rogowski coil is that the sensor can be manufactured using a planar coil rather than a toroidal coil. In order to reject the influence of conductors outside the sensor's measurement region, these planar Rogowski current sensors use a concentric coil geometry instead of a toroidal geometry to limit the response to external fields. The main advantage of the planar Rogowski current sensor is that the coil winding precision that is a requirement for accuracy can be achieved using low cost printed circuit board manufacturing.