改進(jìn)的羅氏線圈(編輯修改稿)
2025-07-19 04:37 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 置相關(guān)的誤差。%的單層Rogowski線圈是一個非常有挑戰(zhàn)的任務(wù)。市售的Rogowski線圈通常有百分之幾的位置相關(guān)的誤差[3]，[4]。專門制作的，%或更低的位置誤差[4]。在多層Rogowski線圈的制作中，繞組在另一個上面是一層一層的?；ジ械闹悼梢源蟮枚唷＿@更利于它們測量較小的電流。按實(shí)際核心的大小，互感值一般為110μH。在多層Rogowski線圈中，與單層線圈的補(bǔ)償環(huán)相關(guān)的問題將會最小化。如果整個線圈有偶數(shù)層，其中一半方向相同，另一半方向相反，間距增益的符合效應(yīng)很大程度上是無效的。每層半徑存在微小的差異，這導(dǎo)致無法完美實(shí)現(xiàn)對間距增益影響的補(bǔ)償。但是，根據(jù)作者的經(jīng)驗(yàn)，這種方法可以實(shí)現(xiàn)對線圈相對良好的補(bǔ)償。多層空心線圈的缺點(diǎn)是隨著頻率的增加性能會變差。多層線圈的并聯(lián)電容隨著匝數(shù)的增加以接近線性的方式增大，但是線圈的串聯(lián)電感隨著匝數(shù)的平方增加而增大。這些因素都可以降低線圈的頻率響應(yīng)和相位響應(yīng)。4 改進(jìn)的Rogowski線圈的設(shè)計為了克服大部分Rogowski線圈的主要缺點(diǎn)，本文提出一個設(shè)計，它將可以：1）使每一個繞組都幾乎相同；2）使間距增加值盡可能統(tǒng)一；3）仔細(xì)確定間距增益環(huán)的位置，能實(shí)現(xiàn)幾乎完美的補(bǔ)償。眾所周知，數(shù)控加工方法可以用來精確地制作單層Rogowski線圈的繞組。改進(jìn)的Rogowski線圈（MRC）采用新型陶瓷材料[5]制做磁芯，使其具有矩形橫截面的構(gòu)造。磁芯表面有一層薄的導(dǎo)電涂層，可以接收信號。涂層完全覆蓋了該陶瓷芯。非常細(xì)的導(dǎo)電材料的線用激光加工方法拆除，形成的線圈繞組作為導(dǎo)電材料圍繞核心的放射帶。通過在線圈的外圓周上編入一小區(qū)域的導(dǎo)體，如圖2所示，使每一匝（或帶）連接到下一匝。這些“狗腿”將所有匝的電路串聯(lián)起來，構(gòu)成一個完全環(huán)繞中心圓的閉合繞組。一匝在外圓周上切割開，形成完整的繞組的兩端。MRC的設(shè)計參數(shù)及規(guī)格見表1。圖2：改進(jìn)的Rogowski線圈的設(shè)計。線圈兩端在所示點(diǎn)的位置連接。由匝間的“狗腿”相互連結(jié)形成的漸進(jìn)式節(jié)距，產(chǎn)生了一個不良的單向環(huán)，這個環(huán)的直徑與線圈的外徑相等。任何連接此環(huán)的法線的磁通量分量都會產(chǎn)生誤差電壓影響線圈的輸出。為了彌補(bǔ)這個影響，把一條用薄銅箔制成的單獨(dú)的絕緣帶放置于線圈外圍，在間距增益環(huán)的頂部，但是方向與其相反。它與線圈的輸出串聯(lián)在一起，如圖2所示。這種反向補(bǔ)償環(huán)的半徑與不良間距增益環(huán)非常接近， 表1：MRC的規(guī)格線圈參數(shù)規(guī)格外徑b152mm（）內(nèi)徑a102mm（）厚度W（）匝數(shù)130互感H互阻抗，60Hz時100μΩ只比非常薄的絕緣層厚度大一點(diǎn)。理論上間距增益環(huán)產(chǎn)生的相同的不必要的磁通會導(dǎo)致線圈的輸出發(fā)生錯誤，這會引起間距增益環(huán)中產(chǎn)生一個大小相等方向相反的電壓。這個設(shè)計可以做到幾乎完美的補(bǔ)償。補(bǔ)償不足的程度是與間距增益環(huán)和補(bǔ)償環(huán)半徑的差成比例的。這個差異可以相對較小。5 改進(jìn)的Rogowski線圈的表現(xiàn)。這兩個值在測量的實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，可以接受。對
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