Воздушные трансформаторы тока (пояс Роговского)

Токовые трансформаторы на немагнитных сердечниках получили широкое распространение в контрольно-измерительной аппаратуре благодаря своим уникальным свойствам. Такие трансформаторы (иначе называемые катушки или пояса Роговского, воздушные трансформаторы) предназначены для работы в цепях переменного тока и имеют линейную передаточную характеристику во всем диапазоне входных токов, что выгодно отличает их от трансформаторов на магнитных сердечниках (аморфные и нанокристаллические сплавы, ферриты, эл. техническое железо и т.д.). Несмотря на то, что пояс Роговского имеет ярковыраженную зависимость ЭДС от частоты, точнее от скорости нарастания входного тока, он обладает существенным преимуществом при работе с токами по сравнению с другими типами трансформаторов — возможность сделать большое отверстие для токоведущей шины при очень низкой стоимости трансформатора, абсолютно исключить насыщение трансформатора, в том числе и при работе с сильными токами подмагничивания и однополярными сигналами и получить практически линейную передаточную характеристику (рис. 5). Специальная намотка трансформатора с компенсирующим витком позволяет очень сильно ослабить воздействие внешних полей, однако, при выборе трансформатора, рекомендуем выбирать минимальное внутреннее окно — это позволит существенно повысить точность реального трансформатора при изменении положения токоведущего провода в окне и снизить внешние воздействия от сильноточных цепей, расположенных рядом.

Вывода трансформаторов выполняются проводом НВ4-0.12, МГТФ-0.08; 0.12 или витой парой в общей оболочке, при этом вывода длиной от 250 до 2000 мм выполняются только витой парой. Начало обмотки выполняется белым проводом или маркируется. Трансформаторы ТТР25 и ТТР32 доступны в исполнении для монтажа на печатную плату.

Разрезные трансформаторы ТТР63/2 имеют контактные площадки под винт М3. Конструкция состоит из 2-х идентичных катушек, соединяемых последовательно, намотанных в 2-х половинках литого корпуса. Такая конструкция позволяет устанавливать катушки на уже смонтированные кабели и обеспечить необходимые пробивные напряжения, при этом сохраняется нечувствительность к положению токоведущего кабеля в окне трансформатора.

Температурный диапазон применения трансформаторов составляет −40...+85 °С.

При применении трансформаторов следует учесть, что выходным сигналом для данных трансформаторов является напряжение, а не ток, форма выходного сигнала не всегда повторяет форму входного, особенно при наличии гармоник, поэтому требует на выходе применение интегрирующей RC цепочки или НЧ согласующего трансформатора с высокой индуктивностью. Типовая схема включения трансформатора ТТР приведена на рис. 6. Следует отметить, что зачастую RC цепь выходного фильтра уже входит с состав микросхем, предназначенных для работы с катушками Роговского. Иногда трансформатор нагружают на ОУ с низкой полосой пропускания, одновременно решая вопросы по усилению полезного сигнала, завалу АЧХ на ВЧ и согласования с входным сопротивлением измерителя. Кроме того, ОУ (RC цепь) снижает паразитные наводки на трансформатор от входов АЦП.

Токовые трансформаторы (катушки Роговского) ТТР разработаны для применения в составе устройств автоматики, измерения, контроля, защиты и управления с последующей калибровкой канала измерения в одной точке в составе изделия. Изменять коэффициент преобразования реального трансформатора можно в очень широких пределах (рис. 7) путем изменения сопротивления нагрузки.

Для этой цели служит цепь R1+R2 (см. рис. 6), выполненная из постоянного и подстроечного резистора. Иногда вместо подстроечного резистора применяют несколько постоянных резисторов с перемычками, что повышает надежность. Эта цепь используется для калибровки всего канала измерения с катушками Роговского и позволяет компенсировать все статические погрешности канала, что существенно упрощает схемные решения и не требует применения прецизионных компонентов. Мы указываем рекомендуемую величину нагрузочного резистора на каждом трансформаторе при калибровке в процессе производства.

Катушки Роговского на заказ

Кроме трансформаторов, представленных в таблице, возможно изготовление воздушных трансформаторов ТТР по индивидуальным требованиям. В этом случае доступны трансформаторы с окном от 5 до 250 мм, с заданным коэффициентом преобразования (вплоть до 3,5–5 мВ/а). Примеры таких трансформаторов показаны на фото 7, 8, 9.

Для расчета трансформатора по индивидуальным требованиям необходимо представить данные: номинальный входной ток, желаемое напряжение на нагрузке при номинальном токе, желаемый (минимальный) размер окна под токоведущую шину, входное сопротивление измерительного канала, другие параметры, важные для Заказчика (например: максимальный внешний диаметр или высота, длина выводов и т.д. и т.п.).

Если возникают затруднения при определении параметров трансформатора — рекомендуем обратиться к нам с запросом по электронной почте . В запросе обязательно укажите параметры которые для Вас важны. Можете просто объяснить задачу, которая перед Вами стоит. В этом случае мы обеспечим Вас бесплатной консультацией с расчетом характеристик трансформатора, моделированием передаточной и точностной характеристик трансформатора применительно к Вашей задаче. Денег за разработку мы не берем!