o que é uma sonda de corrente de bobina Rogowski?
se você estiver lidando com mais de algumas dezenas de amperes de corrente CA e quiser fazer medições de corrente flexíveis, considere a sonda de corrente Rogowski.
uma bobina Rogowski é um transdutor elétrico usado para medir correntes CA, como transientes de alta velocidade, correntes pulsadas de um dispositivo de energia ou correntes sinusoidais de linha de energia a 50 ou 60 Hz. A bobina de Rogowski tem uma bobina flexível do sensor do grampo-em torno que possa facilmente ser envolvida em torno do condutor corrente-levando para a medida e possa medir até uns pares mil amperes de correntes muito grandes sem um aumento no tamanho do transdutor.
como funciona a bobina de Rogowski?
a teoria da operação por trás da bobina de Rogowski é baseada na Lei de Faraday, que afirma que a força eletromotriz total induzida em um circuito fechado é proporcional à taxa de tempo de mudança do fluxo magnético total que liga o circuito.
A bobina de Rogowski é semelhante a um transformador de corrente transformador em que uma tensão é induzida em uma bobina secundária, que é proporcional ao fluxo de corrente através de um condutor isolado. A principal diferença é que a bobina de Rogowski tem um núcleo de ar em oposição ao transformador de corrente, que depende de um núcleo de aço de alta permeabilidade para acoplar magneticamente com um enrolamento secundário. O design do núcleo de ar tem uma impedância de inserção mais baixa, o que permite uma resposta de sinal mais rápida e uma tensão de sinal muito linear.
uma bobina com núcleo de ar é colocada em torno do condutor de transporte de corrente de forma toroidal e o campo magnético produzido pela corrente CA induz uma tensão na bobina. A bobina de Rogowski produz uma tensão proporcional à taxa de mudança (derivada) da corrente encerrada pelo loop da bobina. A tensão da bobina é então integrada para que a sonda forneça uma tensão de saída proporcional ao sinal de corrente de entrada.
vantagens
as pontas de prova atuais da bobina de Rogowski oferecem muitas vantagens sobre tipos diferentes de transdutores atuais ou de técnicas de detecção.
- medição de corrente grande sem saturação do núcleo-as bobinas Rogowski têm a capacidade de medir grandes correntes (uma faixa muito ampla de alguns mA a mais de algumas centenas de kA) sem saturar o núcleo porque a sonda emprega núcleo não magnético de “ar”. A faixa superior da corrente mensurável é limitada pela tensão máxima de entrada de um instrumento de medição ou pelos limites de quebra de tensão da bobina ou dos elementos do circuito integrador. Ao contrário de outros transdutores de corrente, que ficam mais volumosos e pesados à medida que a faixa de corrente mensurável cresce, a bobina de Rogowski permanece a mesma bobina de tamanho pequeno independente da amplitude da corrente que está sendo medida. Isto faz a bobina de Rogowski a ferramenta a mais eficaz da medida para fazer diversas centenas ou mesmo milhares de amperes de grandes medidas atuais da C. A.
- muito flexível de usar-a bobina leve do sensor clip-around é flexível e fácil de envolver em torno de um condutor de transporte de corrente. Pode ser facilmente inserido em componentes de difícil acesso no circuito. A maioria das bobinas Rogowski é fina o suficiente para caber entre as pernas de um pacote semicondutor de potência T0-220 ou TO-247 sem a necessidade de um loop adicional de fio para conectar a sonda atual. Isto igualmente dá uma vantagem em conseguir a medida alta da integridade do sinal.
- largura de banda larga até > 30 MHz-isso permite que a bobina de Rogowski Meça o sinal de corrente que muda muito rapidamente-por exemplo, vários milhares de a/usec. A característica de alta largura de banda permite analisar harmônicos de alta ordem em sistemas que operam em altas frequências de comutação ou monitorar com precisão as formas de onda de comutação com tempos rápidos de ascensão ou queda.
- medição não intrusiva ou sem perdas-A bobina Rogowski extrai extremamente pouca corrente do DUT devido à baixa impedância de inserção. A impedância injetada no DUT devido à sonda é de apenas alguns picos, o que permite uma resposta de sinal mais rápida e uma tensão de sinal muito linear.
- baixo custo em comparação com um sensor de Efeito hall/sonda de corrente do transformador, a bobina Rogowski normalmente entra em um ponto de preço mais baixo.
limitações
- apenas AC-Rogowski não pode lidar com corrente CC. É apenas AC.Sensibilidade-a bobina de Rogowski tem uma sensibilidade menor em comparação com um transformador de corrente devido à ausência de um núcleo magnético de alta permeabilidade.
aplicações
as sondas de corrente de bobina Rogowski têm um grande número de aplicações em amplas indústrias de energia e aplicações de medição de energia. A seguir estão alguns exemplos de aplicações da bobina Rogowski:
- Flexível medição de corrente dos dispositivos de poder, tais como MOSFET ou IGBT dispositivo tão pequeno como PARA-220 ou PARA-247 pacote ou ao redor dos terminais de grande módulos de potência
- Para medir as perdas de energia em semicondutores de potência
- Para monitorar correntes em pequenos indutores, capacitores, circuitos retentor, etc.
- para medir pequena corrente CA em um condutor com alta corrente CC ou na presença de um alto campo magnético CC.
- A medida de alta frequência sinusoidal, pulsada, ou correntes transitórias da linha de energia de frequência para aplicações de RF
- Para medir a corrente no motor de unidades e, em particular, medições de qualidade de energia na VSD, UPS ou SMPS-circuitos
- Para avaliar o desempenho de comutação dos semicondutores de potência opções (duplo pulso tester).
- distribuição de Energia linha de monitoração ou utilitários pólo sonda de monitoramento de
- aplicativos de Smart grid
- Plasma de medição de corrente
Conclusão
Há um número de maneiras diferentes de medir a corrente elétrica que cada método tem vantagens e limitações.
A bobina de Rogowski é semelhante a um transformador de corrente transformador em que uma tensão é induzida em uma bobina secundária, que é proporcional ao fluxo de corrente através de um condutor isolado. No entanto, as bobinas Rogowski têm a capacidade de medir grandes correntes (muito ampla faixa de alguns mA a mais de alguns kA) sem saturação por causa de seu núcleo de “ar” não magnético. O projeto do núcleo do ar igualmente tem uma mais baixa impedância da inserção para permitir uma resposta de sinal mais rápida e uma tensão muito linear do sinal e é muito eficaz na redução de custos comparado a seu sensor do efeito hall/contraparte atual do transformador. Isto faz a bobina de Rogowski a ferramenta a mais eficaz da medida para fazer diversas centenas ou milhares de amperes da grande medida atual da C. A.