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菠菜圈罗氏线圈电流互感器


时间:2019-04-09 16:18

  是一种特殊的电流互感器,其没有铁心,因此具有和普通的电流互感器所不一样的特点,本文就在讲述了

  罗氏线圈,罗哥夫斯基线圈的简写,英文名称为RogowskiCoil,又名为电流测量线圈、微分电流传感器,由于罗氏线圈不同于电流互感器不含铁心,故也称其为空心线圈。罗氏线圈是一个均匀缠绕在非铁磁性材料上的环形线圈,其输出信号是电流对时间的微分,菠菜圈!再通过一个对输出的电压信号进行积分的电路,就可以真实还原输入电流。由于罗氏线圈具有响应速度快、几乎没有相位误差、不会饱和、电流可实时测量等的特点,现已广泛应用于可控硅整流、继电保护、变频调速、雷电信号采集、短路测试等诸多场合。

  罗氏线圈的原理图如下图所示,罗氏线圈可直接套在被测导体上进行交流电流的测量,其主要基于法拉第电磁感应定律和安培环路定律。当被测电流沿轴线通过罗氏线圈中心时,在环形绕组所包围的体积内产生相应变化的磁场,强度为H,由安培环路定律得∮H·dl=I(t);由B=μH,e(t)=dΦ/dt,Ф=N∫B·dS,e(t)=M·di/dt得当其截面为矩形时,互感系数M=μ0Nhln(b/a)/2π,自感系数L=μ0N^2hln(b/a)/2π。由此可见,线圈一定时,M为定值,线圈的输出电压与di/dt成正比,也就是说,罗氏线圈的输出电压与被测电流的微分成正比,只要将其输出经过的积分器,即可得到与一次电流成正比的输出电压。

  电流互感器,有铁心,一般是把原边的大电流变换成副边的小电流,然后通过I/V变换,输入到ADC采样。而罗氏线圈,没有铁心,就是基于法拉第电磁感应定律,直接在副边产生电压信号。较电流互感器而言,由于罗氏线圈没有铁心,因此不存在铁心饱和现象,可以直接测量很大的电流;但正因为其没有铁心,罗氏线圈感应出的电压信号相对于有铁心的电流互感器来说非常微弱,而且非常容易受到外部环境杂散磁场的影响,因此罗氏线圈对绕制工艺的要求是很高。另外,罗氏线圈感应出来的电压信号,不能直接用作电流信号,必须要对其进行微分运算,才可以还原回你要的电流信号。目前罗氏线圈仅用于特大电流的场合,一般计量仪表都是采用电流互感器。