双面对称布线印制电路板型Rogowski线圈

印制电路板(PCB)型Rogowski线圈广泛用作复杂电磁环境下的电流测量传感头,其性能决定着电流测量的灵敏性和精确度。针对传统直连结构PCB型Rogowski线圈的不足,设计了一种双面对称布线PCB型Ro-gowski线圈,在PCB板双面均匀密布沿半径方向且两端带导孔的直连铜箔,通过外径导孔处小段圆弧连接布线铜箔呈对称结构,使得线圈结构对称且单匝线圈垂直于PCB板面并指向轴心;在输出端设置与绕线方向相反的回线以抵消垂直PCB平面的杂散磁场干扰。计算了线圈的电磁参数,研究了被测载流导线偏离线圈轴线及线圈外存在干扰电流时线圈与被测载流导体间的互感特性并测试了其互感值。实验测试结果与理论计算值相符,表明该PCB型Rogowski线圈一致性好,抗干扰性能强,适合于用作外界杂散磁场复杂情况下的电流测量传感头。     

拆装式PCB型Rogowski线圈的研究

提出一种可现场组装结构的基于PCB平面型Rogowski线圈的电流传感器。在简单介绍Rogowski线圈基本工作原理的基础上,详细介绍了线圈的组成、结构和工作原理,并对线圈的主要部件进行详细阐述。给出线圈与被测导体之间的互感系数、自感和电阻计算公式。工频测试结果表明:线圈不仅理论计算结果与实际制造出的线圈的测试结果的一致性非常好,而且具有良好的线性输入输出关系和较高的灵敏度。频率特性测试结果表明:线圈可以真实反应被测电流的波形,并且没有明显衰减。拆装式PCB型Rogowski线圈电流传感器的最大特点是可以在不停电的情况下进行现场安装,并且不会影响被测设备的原来运行状态,为PCB型Rogowski线圈在电力系统的推广应用奠定了技术基础。     

交流电机定子圈式线圈股线环流的试验研究

本文对交流电机定子圈式线圈的股线电流进行了实测,验证了空载时的股线环流,测定了环流中的谐波分量,并进行了定量分析,采用了新的联接方法,大幅度降低了基波和谐波环流,股线电流分布不均衡系数从1.57降低到1.07。     

插板式PCB Rogowski线圈的计算与仿真

插板式Rogowski线圈克服了传统Rogowski线圈难以保证绕制密度的缺点,提高了测量精度。鉴于此,提出了一种基于PCB板结构的Rogowski线圈,其二次绕组采用一块基板及若干辅助插板构成。通过理论计算推导及仿真研究,给出了该插板式Rogowski线圈互感、自感、电容等参数的计算方法,并给出了其位置误差、干扰误差、温度误差的计算方法。同时,对该插板式Rogowski线圈的导线宽度、导线间距等物理尺寸对自感、互感各种误差的影响进行了研究。实验结果表明,该Rogowski线圈测量精度能够达到0.5级,具备很强的抗干扰能力和稳定性,且生产工艺简化,对Rogowski线圈在计量及保护领域的推广具有重要意义。     

印制板式Rogowski线圈研究

为了增强印制板式Rogowski线圈拾取感应信号的能力,有效提高其信噪比,将具有相同结构的Rogowski线圈顺次串联并分别获得顺串单、双面板Rogowski线圈后,分析了由单面板构造的顺串单面板传感器的计算模型和等效模型,对比研究了顺串单、双面板Rogowski线圈的阻抗、相频、自感系数和内阻等重要电气参数随着被测电流频率的变化特性,推导了顺串单、双面板Rogowski线圈的最佳阻尼电阻的计算模型,提出了用于判断顺串单、双面板Rogowski线圈测量脉冲大电流的结果有效性的方法及其判据。研究表明,取印制板线圈的顺次串联方式有利于提高传感器的信噪比。     

四线圈激励共振式无线电能传输系统及其研究分析

传统的单激励线圈系统有传输距离和传输角度的限制。为了解决这一问题,提出了四线圈激励的无线电能传输系统。通过将4个激励线圈分别放在平行和垂直位置的方式,不仅可以延长能量传输距离,而且减弱了传输方向的敏感度。为简化分析,将激励线圈等效为磁极,根据N/S极性,提出了区域线圈的4种绕组连接方式,通过理论分析和仿真,对其区域磁场分布进行研究。给出了区域等效电路模型,对比单激励线圈系统,推导出参数设计方法,给出了补偿电容的计算依据。以获取最大磁场强度为目标,选取S-S-N-N绕组连接方式,构建了一个0.8m×0.8m×0.8m的四线圈激励的共振式无线能量传输区域,验证了参数设计的正确性,并说明了采用四线圈构建供电区域可延长传输距离,减弱传输方向的敏感度。     

磁耦合谐振式无线电能传输系统的四线圈模型研究

针对目前磁耦合谐振式无线电能传输系统的四线圈结构理论不完善的问题,提出了四线圈磁耦合谐振式无线电能传输系统的互感耦合理论模型,并用Matlab对四线圈无线电能传输系统的传输效率与线圈尺寸、互感系数和距离等参数之间的关系进行了详细的仿真分析。最后,搭建了四线圈磁耦合谐振式无线电能传输系统实物模型,测量并分析了不同线圈间的距离对系统传输效率和负载电压的影响,验证了理论分析与实验数据的一致性,为分析磁耦合谐振式无线电能传输的四线圈结构提供了新的理论依据。     

Rogowski线圈的动模实验研究

介绍了基于Rogowsk i线圈传感的电子式电流互感器在与电磁式电流互感器并联运行时的实验结果,并以变压器差动保护为例对两种传感器的保护特性进行了比较分析研究。实验结果表明:在保证传感器绕制工艺和合理选择信号处理电路结构参数的情况下,与电磁式电流互感器相比,基于Rogowsk i线圈原理的电子式电流互感器能准确反映一次侧暂态电流的变化情况,具有无饱和、测量准确、响应速度快的特点,完全满足电力系统的保护和控制对电流信号采样的要求。     

Rogowski线圈结构参数仿真研究

Rogowski线圈作为一种电流传感头,适当选取其电气参数,有利于提高测量的可靠性和精确度.分析了罗氏线圈结构尺寸与电气参数的关系,建立了线圈的数学模型.对基于Matlab环境下所作的不同结构参数下的仿真结果(时域和频域特性)进行比较,总结出结构尺寸对线圈特性的影响规律,提出优选方法.     

Rogowski线圈中积分环节的研究

主要分析了电子式互感器中模拟积分器与数字积分器的积分原理,并针对传统数字积分算法对低频干扰抑制的不足,提出了基于低频增益平坦模拟积分器的数字积分算法,有效克服了零漂的影响,降低了直流误差,解决了积分中的初值整定问题,大幅提高了测量精度.针对电力系统故障时的暂态特性,采用该积分算法进行了建模研究,验证了该积分算法的有效性与可靠性,其测量精度可以达到国家0.2级标准.     

Rogowski线圈磁心饱和问题的研究

本文提出了通过计算带磁心Ｒｏｇｏｗｓｋｉ线圈磁路的励磁电流来判断磁心是否饱和的方法，并将此方法用于实际线圈的参数设计。     

Rogowski线圈的动模实验研究

介绍了基于Rogowski线圈传感的电子式电流互感器在与电磁式电流互感器并联运行时的实验结果,并以变压器差动保护为例对两种传感器的保护特性进行了比较分析研究.实验结果表明:在保证传感器绕制工艺和合理选择信号处理电路结构参数的情况下,与电磁式电流互感器相比,基于Rogowski线圈原理的电子式电流互感器能准确反映一次侧暂态电流的变化情况,具有无饱和、测量准确、响应速度快的特点,完全满足电力系统的保护和控制对电流信号采样的要求.     

PCB型Rogowski线圈的可靠性研究

PCB型Rogowski线圈克服了传统手工绕制空心线圈重复性差、准确性低的缺点,便于大规模的自动化生产。可是PCB型Rogowski线圈依靠镀通孔和焊接点实现线圈的绕制和串联连接,这种特殊的结构使得线圈的可靠性取决于镀通孔和焊接点的可靠性。为了设计高可靠性的PCB型Rogowski线圈,介绍了镀通孔的失效模式和失效机理,给出了PCB型Rogowski线圈的失效判据,建立了PCB型Rogowski线圈的可靠性框图和数学模型,基于GJB/Z 299B-98定量地推导出PCB型Rogowski线圈的失效率与线圈镀通孔数目及镜像印制板对数间的关系。最后,预计出测量300 A电流的PCB型Rogowski线圈的平均寿命约为27年。     

自积分式Rogowski线圈的电磁参数对其频带影响的研究

对测量高频脉冲电流的自积分式Rogowski线圈的频带宽度特性进行研究,可以为在实际应用中优化线圈设计,提高测量精度提供参考.本文通过建立的Rogowski线圈等效集中参数模型,利用Matlab仿真软件定性地分析了内阻、自感、分布电容以及取样电阻等电磁参数对自积分式Rogowski线圈频带宽度的影响.结果表明,在满足自积分式条件下,线圈的内阻、自感系数、分布电容以及取样电阻应尽可能的小,以防止高频极点下降从而降低自积分式Rogowski线圈的频带宽度.根据仿真及分析结果选择一个自积分式Rogowski线圈的典型参数,并利用仿真验证了其测量脉冲电流的性能,从而验证了本文仿真结果的正确性.     

交流电机定子圈式线圈股线环流的理论分析

真机实测股线电流表明,交流电机定子圈式线圈并联股线间存在相当可观的基波和谐波环流损耗。本文对这种绕组进行了较详细的理论分析,导出了环流及其损耗的理论解析式.提出了一种新换位联接方法.给出了联接后绕组中环流及其损耗的理论解析式以及环流被抑制程度的比值表达式。真机试验表明.新换位联接工艺简单。基本上消除了环流损耗,其试验结果与理论分析结果相一致。     

AXS-2线圈试验仪

AXS-2线圈试验仪是用于鉴别各种线圈故障和匝间绝缘情况的专用设备。它适用于单相、三相电动机,发电机,电磁铁,变压器,继电器及家用电器等线圈的试验。它能正确的判别各种线圈的下列故障,如:匝间短路、开路,匝间放电,击穿短路,匝误及三相电机引出线接错等。该仪器属无损检测仪器。     

柔性Rogowski线圈的研制

Rogowski线圈由于具有良好的线性度,不存在饱和现象,而且实现了原、副方的电气隔离,在电流测量领域有广泛的应用,但由于其金属外壳,在某些场合的应用受到限制。为此主要研究了柔性Rogowski线圈在测量冲击电流中的应用,首先介绍了外积分式Rogowski线圈的工作原理,然后从时域的角度分别论述了阻尼电阻的选取和电容器的非理想化对柔性Rogowski线圈性能的影响,并分析信号引出线对测量结果的影响。实验证明,通过合理的设计和采取良好的屏蔽措施,柔性Rogowski线圈在测量冲击电流时具有较高的性能和更广泛的应用。     

基于Rogowski线圈的数字积分器实用化研究

积分器是基于Rogowski线圈的电子式电流互感器的关键环节。传统数字积分如梯形积分,因不能抑制低频干扰而无法工程应用。提出将模拟积分转换为数字积分,解决了直流饱和问题。并就工程中小信号误差大的问题,提出了应用可编程增益放大器（PGA）,通过切换量程提高精度的解决方法。该做法已在TMS320F2812C上具体实现,在小信号时仍能达到0.2 S级精度。     

新型传统Rogowski线圈的设计与研究

针对传统Rogowski线圈测量小电流存在的一些精度及灵敏度低等性能问题,提出一种具有高精度、高灵敏度结构的新型传统Rogowski线圈电流互感器。该互感器由一块印制电路板(PCB)和4个迷你版的传统Rogowski线圈组成。简单阐述了Rogowski线圈的基本工作原理,并对新线圈的结构与部件进行详细讲解。给出了新结构Rogowski线圈的互感系数、自感和电阻计算方法。通过Matlab软件分析线圈的幅频、相频特性,工频实验测试结果表明线圈具有良好的线性度,对小电流(100 A以下)测量的精度和灵敏度有较大提高,对进一步推广Rogowski线圈在电力系统中的应用具有重要意义。     

基于Rogowski线圈电流测量技术研究

随着我国电力系统的不断发展,系统的容量和电流在不断加大,电流值的测量技术成为当今研究的热点。在分析Rogowski线圈工作原理的基础上,系统论述了Rogowski线圈电流互感器的电流计算方法,同时对Rogowski线圈电流互感器的误差进行了分析,为开展Rogowski线圈电流互感器的设计和制作奠定了理论基础。