改進(jìn)的羅氏線圈-wenkub
2023-07-07 04:37:25 本頁(yè)面
【正文】 出可能發(fā)生錯(cuò)誤。這個(gè)問題產(chǎn)生的原因是單回轉(zhuǎn)間距增益環(huán)有和螺旋繞組相同的“厚度”。在電路上它與線圈的輸出串聯(lián)。環(huán)形上的磁通量減少了線圈輸出的電壓誤差。一個(gè)典型的單層線圈如圖1所示。單層線圈具有較低的互感系數(shù)、串聯(lián)電感、串聯(lián)電阻和分布電容。對(duì)于具有矩形橫截面的環(huán)形線圈，如圖1所示，互感（單位MKS）是： （3）其中是Rogowski線圈的互感，1）是空氣的磁導(dǎo)率，等于；2）是線圈的圈數(shù)；3）是環(huán)形的寬度（厚度），單位是米；4）是外直徑，單位是米；5）是內(nèi)直徑，單位是米；嚴(yán)格適用于此推導(dǎo)的條件是，和的尺寸小于它的半徑，并且線圈上的任何一點(diǎn)都沒有磁場(chǎng)梯度。箭頭表示繞組的方向。這降低了執(zhí)行的難度和校準(zhǔn)高電流的成本。在高精度要求的情況下，即使是很小的錯(cuò)誤也不能被忽略。如果這樣的線圈可以實(shí)現(xiàn)，Rogowski線圈的輸出將會(huì)與路徑的形狀和載流導(dǎo)體在線圈窗口內(nèi)的位置無(wú)關(guān)（即線圈的形狀和分布的磁通截獲）。 Rogowski線圈的互感系數(shù)的來(lái)源，在某種程度上使用的是安培定律中的這樣一句話：“閉合的磁場(chǎng)強(qiáng)度的線積分與在該電路范圍內(nèi)流經(jīng)表面的總電流成正比。1 引言 Rogowski線圈可以被設(shè)計(jì)用來(lái)作為交變電流互感器和瞬時(shí)電流互感器。本文對(duì)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，探索了典型線圈設(shè)計(jì)中誤差產(chǎn)生的原因，然后介紹并討論了“改進(jìn)的羅氏線圈”，并且說(shuō)明了關(guān)鍵性設(shè)計(jì)方案選擇的思路。本文還將改進(jìn)的線圈更高的性能與其他設(shè)計(jì)進(jìn)行了對(duì)比。作為一種特殊的互感器，他們可用于測(cè)量幾十安培到幾千安培的交變電流或者瞬時(shí)電流?！盵1]。按照安培定律的嚴(yán)格要求，線圈螺旋繞組的厚度和寬度計(jì)算出的體積非常接近所要求的。由于Rogowski線圈的核心里沒有鐵磁材料，線圈不能被驅(qū)動(dòng)到飽和。在實(shí)踐中，被測(cè)電流的上限是由測(cè)量?jī)x器的最大輸入電壓，或者線圈或其他電路元件的電壓擊穿限值來(lái)決定的。2 Rogowski線圈的典型設(shè)計(jì)Rogowski線圈通常采用這兩種設(shè)計(jì)中的一種：1）繞在剛性的環(huán)形鐵芯上；2）繞在一條柔軟的皮帶上，有時(shí)候像是一個(gè)“蠕蟲”。在實(shí)際情況中，這些條件都不能滿足。當(dāng)在高頻率下進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量時(shí)或者需要小的相位移動(dòng)時(shí)，這些參數(shù)會(huì)是重要的考慮因素。一般情況下，線圈繞組的形式是圓鋼絲連續(xù)螺旋纏繞在核心上。正常的磁通產(chǎn)生來(lái)源于母線的幾何形狀、附近的回流導(dǎo)體、其它的載流導(dǎo)體、變壓器漏磁通或是因?yàn)殍F磁性材料存在所產(chǎn)生的扭曲的領(lǐng)域。補(bǔ)償環(huán)的徑向位置，如圖1所示，通常被放置在環(huán)形截面的中心位置平均半徑處，如（4）的第一部分所給出的。這種分布式的厚度與單回轉(zhuǎn)補(bǔ)償環(huán)的不同，相比之下它非常薄。（）的尺寸變化會(huì)產(chǎn)生百分之零點(diǎn)幾的位置相關(guān)的誤差。在多層Rogowski線圈的制作中，繞組在另一個(gè)上面是一層一層的。在多層Rogowski線圈中，與單層線圈的補(bǔ)償環(huán)相關(guān)的問題將會(huì)最小化。多層空心線圈的缺點(diǎn)是隨著頻率的增加性能會(huì)變差。眾所周知，數(shù)控加工方法可以用來(lái)精確地制作單
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