羅氏線圈電流互感器

2021-01-10 電子產品世界

　　導讀：羅氏線圈電流互感器是一種特殊的電流互感器，其沒有鐵心，因此具有和普通的電流互感器所不一樣的特點，本文就在講述了羅氏線圈電流互感器的基礎上，將其與普通的電流互感器進行了比較，快來看看吧~

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/283742.htm

　　羅氏線圈，羅哥夫斯基線圈的簡寫，英文名稱為Rogowski Coil，又名為電流測量線圈、微分電流傳感器，由於羅氏線圈不同於電流互感器不含鐵心，故也稱其為空心線圈。羅氏線圈是一個均勻纏繞在非鐵磁性材料上的環形線圈，其輸出信號是電流對時間的微分，再通過一個對輸出的電壓信號進行積分的電路，就可以真實還原輸入電流。由於羅氏線圈具有響應速度快、幾乎沒有相位誤差、不會飽和、電流可實時測量等的特點，現已廣泛應用於可控矽整流、繼電保護、變頻調速、雷電信號採集、短路測試等諸多場合。

二、羅氏線圈電流互感器- -工作原理

　　羅氏線圈的原理圖如下圖所示，羅氏線圈可直接套在被測導體上進行交流電流的測量，其主要基於法拉第電磁感應定律和安培環路定律。當被測電流沿軸線通過羅氏線圈中心時，在環形繞組所包圍的體積內產生相應變化的磁場，強度為H，由安培環路定律得∮H·dl=I(t);由B=μH，e(t)=dΦ/dt，Ф=N∫B·dS，e(t)=M·di/dt得當其截面為矩形時，互感係數M=μ0Nhln(b/a)/2π，自感係數L=μ0N^2hln(b/a)/2π。由此可見，線圈一定時，M為定值，線圈的輸出電壓與di/dt成正比，也就是說，羅氏線圈的輸出電壓與被測電流的微分成正比，只要將其輸出經過的積分器，即可得到與一次電流成正比的輸出電壓。

　　註：H——線圈內部的磁場強度

　　B——線圈內部的磁感應強度

　　μ0——真空磁導率

　　N——線圈匝數

　　e(t)——線圈兩端的感應電壓

　　a——線圈橫截面的內徑

　　b——線圈橫截面的外徑

　　h——截面高度

三、羅氏線圈電流互感器- -與電流互感器的比較

　　電流互感器，有鐵心，一般是把原邊的大電流變換成副邊的小電流，然後通過I/V變換，輸入到ADC採樣。而羅氏線圈，沒有鐵心，就是基於法拉第電磁感應定律，直接在副邊產生電壓信號。較電流互感器而言，由於羅氏線圈沒有鐵心，因此不存在鐵心飽和現象，可以直接測量很大的電流;但正因為其沒有鐵心，羅氏線圈感應出的電壓信號相對於有鐵心的電流互感器來說非常微弱，而且非常容易受到外部環境雜散磁場的影響，因此羅氏線圈對繞制工藝的要求是很高。另外，羅氏線圈感應出來的電壓信號，不能直接用作電流信號，必須要對其進行微分運算，才可以還原回你要的電流信號。目前羅氏線圈僅用於特大電流的場合，一般計量儀表都是採用電流互感器。

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