Кафедра по которой проходила защита: ЭМ
Специальность: Электрические машины и аппараты
Факультет: Электрические машины и аппараты
Розділ 2. Сенсорні системи вимірювання струмів на основі поясів Роговського
2.1 Основи моделювання та розрахунків поясів Роговського для систем великих змінних струмів
Пояс Роговського має вигляд довгого замкненого соленоїду довільної форми з рівномірною намоткою (рис. 2.1.).
Пояс Роговського
Рисунок 2.1 – Пояс Роговського
Як, зазначалось у попередньому розділі, принцип дії поясу Роговського базується на реєстрації магнітного поля, створеного змінним струмом. Якщо його обмотка замкнена на опір навантаження, то вимірювання струму у поясі описується рівнянням виду:
(2.1)
де , – індуктивність та опір поясу;
– кількість витків у обмотці;
, – магнітна проникливість осердя поясу та вакууму;
Таким чином теоретичними дослідженнями похибки від нерівномірності намотки обмотки, внаслідок наявності безвиткового сектору показали доведено: відносна похибка зменшується при зменшені відносного розміру витка та збільшені відносної кутової довжини виткового сектору, вона не залежить від значення струму, що вимірюється, менше за 0.1% при зсуві . Похибка від нахилу кута не виникає, при .
2.3. Шляхи підвищенні точності вимірювань поясами Роговського
Раніше розглядалась похибка при одношаровій намотці. В дійсності одношарова намотка обмежує застосування поясу для вимірювальних цілей внаслідок малого значення ЕРС на виводах поясу.
Але виконання багатошарової обмотки поясу Роговського підвищує ймовірність обмотування «навалом», що призводить до неоднакової щільності секторів обмотки, її нерівномірності та розбіжності кількості витків в секторах, а таким чином до зростання похибки вимірювання.
Недоліком такого виконання поясу Роговського є наявність похибки від нахилу витка, що обумовлено кроком намотування та відповідним скосом витків на кут . Тобто вісь витка та вісь поясу не перпендикулярні. Ця похибка визначається формулою (2.32). З цього виразу також видно, що похибка дорівнює нулю лише за умови .
В роботі [24] розроблено спосіб виконання поясу Роговського, в якому сектори з витками виконують у вигляді плоских спіральних котушок, товщина яких дорівнює діаметру намотувального проводу. Ці котушки намотуються на власних не феромагнітних каркасах, які розташовані на роз’ємному не феромагнітному каркасі поясу (рис.2.16).
При використані в якості вимірювального елементу спіральних котушок їх витки розташовуються в одній площині. Спіральні котушки можуть бути круглими (рис.2.16) або прямокутними (рис.2.17).