Design of a Rogowski Coil with a Magnetic Core Used for Measurements of Nanosecond Current Pulses

A Rogowski coil is developed to detect the nanosecond pulse signals of the discharge current with a wide bandwidth of 800 kHz to 106 MHz and high sensitivity of 2.22 V/A. Performance tests show that the Rogowski coil has both excellent dynamic and static characteristics. Calibrating results and the comparison between the standard current shunt and the developed Rogowski coil for the measurement of nanosecond discharge pulses demonstrate that the developed Rogowski coil can reproduce the actual waveform of the discharge current accurately.

THE MEASUREMENT OF INTENSE PULSED CURRENT IN RAMAN FREE ELECTRON LASER

The Free Electron Laser(FEL), for its ideal optical medium that is the flee electron which in vacuum has no bound energy level, has demonstrated its potential in tunable frequency and ultra-high power application fields.After basic mechanisms of FEL are verified, in research enthusiasm has naturally been transferred from theory to experiment, from proving to how to consummate the present

Rogowski线圈测量误差分析和估计

分析了在Rogowski线圈测量脉冲电流及电网短路电流时电路参数和线圈结构对测量准确度的影响,结果表明:用I1m=nim算式计算脉冲电流幅值I1m时将产生一定误差;利用简化方程确定短路电流大小时同样会产生误差;若线圈均匀缠绕于骨架,其输出信号不受一次电流导体位置和导体倾斜度的影响。修订了脉冲电流及电力系统短路电流的表达式,并以线圈结构变化为例进行了测量误差估计。

陡脉冲大电流的Rogowski测量线圈仿真研究

分析测量不同脉冲宽度电流的 Rogowski测量线圈的数学模型、时域和频域特性以及最佳阻尼参数配合和优选问题并比较了基于 MATL AB环境下 SIMU L INK工具所做的仿真结果和现场实验采集到的脉冲电流波形。提出了复合积分器电路模型 ,可用于优选 Rogowski线圈的电气和结构参数 ,有效抑制积分漂移 。

采用Rogowski线圈的PFN脉冲大电流测量技术

为准确测量脉冲成形网络PFN中的脉冲大电流,建立了测量系统中所使用的Rogowski线圈的数学模型,并通过对其数学模型的频域分析,给出了外积分型Rogowski线圈采样电阻的选取方法。同时为使采用外积分型Rogowski线圈的测量系统获得良好的频域特性,给出了一种改进型一次积分电路,并通过MATLAB软件仿真,比较了采用改进型积分电路和普通RC无源积分电路下系统的频域特性。仿真和实验的结果表明,采用所给的改进型一次积分电路能够扩宽整个测量系统的频带以及提高测量系统的灵敏度。

电容储能脉冲功率源中ROGOWSKI线圈标定方法

采用电荷守恒原理研究了电容器放电下的ROGOWSKI线圈标定。针对具体电路结构提出了测量电容器中电荷转移量的标定方法,分析了包括电容值测量误差、电阻分压器测量误差、ROGOWSKI线圈测量通道误差等影响标定误差的主要因素。实验比对结果表明新标定法准确度较高。

两种典型Rogowski线圈的研制

通过分析两种典型冲击电流波 (8/2 0 μs雷电波和 2ms方波 )的频谱 ,设计了两种相应的Rogowski测量线圈。电路仿真和实验研究证明 :该两种线圈的灵敏度分别为 32 4A/V(对 8/2 0 μs)和 15 0 .75A/V(对 2ms)。

基于自积分Rogowski线圈的脉冲电流传感器的建模研究

自积分式Rogowski线圈的体积小、频率响应高,是测量脉冲大电流信号的理想手段。本文分析了Rogowski线圈测量脉冲电流的原理,建立了自积分式Rogowski线圈分布式参数模型,分析了影响线圈频率特性的主要因素,采用电磁场数值分析方法建立了线圈三维电磁场模型,提取了线圈的电感、电容参数。利用求取的参数及等效电路,对其开环特性、闭环转移阻抗及相关影响因素进行仿真,仿真与实验结果对比表明了所建立电路模型的合理性,同时验证了参数的准确性。

快响应磁芯式Rogowski线圈

为减小线圈响应时间,提高脉冲大电流信号的测量精度,设计了ns级快脉冲响应的Rogowski线圈。根据电磁理论,给出了线圈关键参数的计算公式,并对其进行了工程制作。通过引入50Ω的阻尼电阻,消除信号电压波形前后沿处的高频寄生振荡。对Rogowski线圈的等效电路进行了Pspice电路模拟,验证了线圈的输出特性,与理论分析结果一致。用50 ns和10 ns方波脉冲分别对线圈进行定标,其响应时间分别为2.43和1.10 ns,灵敏度为3.34 A/V。利用该线圈对高压ns脉冲发生器的负载电流进行测量,结果表明线圈能够较好地响应10 ns,kA级脉冲大电流信号。

一种自积分Rogowski线圈波形畸变校正方法

提出了一种校正自积分式Rogowski线圈波形畸变方法,该方法通过构建校正电路对Rogowski线圈忽略的电阻压降项进行补偿来实现.实验结果证实了该电路能够很好地校正波形的畸变.分析了校正后Rogowski线圈的幅频特性,结果表明:Rogowski线圈经所设计的校正电路后,上限频率保持不变,而下限频率延伸到零.

一种用于测量脉冲大电流的新型盘形Rogowski线圈的研究

设计了一种用于测量脉冲大电流的新型空心盘形Rogowski线圈。由于其盘形绕组结构,该线圈自感较大,自阻较小,在自积分方式下具有较好的低频响应特性。介绍了这种盘形Rogowski线圈的设计方法和工作原理,分析了电磁屏蔽的机理,推导了自阻、自感、互感、杂散电容等参数的近似计算方法,并简单分析了频率响应特性。脉冲大电流试验说明,所设计的双层盘形Rogowski线圈具有良好的线性度、稳定的灵敏度和优异的频率响应特性。这种新型空心盘形Rogowski线圈在常规及特殊的环境中具有广阔的应用前景。

Rogowski线圈在高压脉冲大电流测量中的应用

利用Matlab软件的Simulink仿真环境，创建了高压脉冲大电流测量系统的仿真模型，实现对罗氏线圈结构参数的确立和积分器积分常数的优化。给出了一种适合于高压脉冲大电流测量的罗氏线圈的结构设计及其积分电路的设计方法，并将这种测量装置成功应用到脉冲成形网络（PFN）放电系统中。通过在积分电路中加入滤波抗干扰设计，实现了对高压脉冲大电流的测量，克服了冲击电流测量中常规用分流器存在的问题和不足。

外积分式Rogowski线圈电流畸变校正方法的研究

该文探讨外积分式Rogowski线圈测量瞬态单脉冲强电流时积分电路的时间常数对输出电压的影响 ,指出引起积分电路输出电压波形畸变的原因 ,提出电压波形畸变的校正方法。电压波形畸变的校正方法适用于外积分式Rogowski线圈积分电路的时间常数低于 1 0倍脉冲强电流脉宽的情况。采用波形校正方法可以大幅减少脉冲强电流的测量误差 。

纳秒级自积分罗氏线圈的设计与模型分析

面向金属丝电爆炸中快前沿脉冲电流测量,设计了一种体积小、易安装的纳秒级自积分罗氏线圈。由于前进匝易受到平行于待测导体方向磁场的干扰,在罗氏线圈中增加了回线部分。基于每匝线圈的电磁参数提出了一种考虑回线的罗氏线圈的新型改进集总参数电路模型。将改进集总参数电路模型在MATLAB中进行仿真分析,探讨了线圈参数对罗氏线圈在不同频率范围内响应特性的影响规律,设计出满足纳秒级上升沿测量的自积分罗氏线圈。为了验证模型的准确性,设计出一种高幅值、快前沿的电流标定源并对实验标定电流进行仿真分析。罗氏线圈标定实验结果表明,相比于集总参数模型,改进集总参数电路模型更加准确,为设计和分析高精度的带回线的罗氏线圈提供了新思路。

ROGOWSKI线圈在CO_2激光器脉冲大电流测量中的应用

提出了ROGOWSKI线圈测量脉冲大电流的原理、条件和方法,并采用ROGOWSKI线圈测量了激光器的电子枪电流波形、主放电电流波形及其电子束放电电流波形,取得了良好的效果。

基于Rogowski线圈的脉冲电流测量装置的研制

Rogowski线圈是常用的脉冲电流测量工具之一，它与主放电回路有良好的电气绝缘，结构简单，频带较宽，易于加工和安装。本文建立了测量系统中Rogowski线圈的模拟电路模型，根据被测电流的特点，利用PSPICE仿真，分别分析了普通RC积分和有源积分的测量效果。仿真和实验结果均表明，有源积分Rogowski线圈相比于普通RC积分可以明显提高系统带宽，在PFN中进行测量时能真实反映实际波形。本文所建立Rogowski线圈模拟电路仿真模型，对基于Rogowski线圈的大电流测量具有一定的指导意义。

一种深度过流保护的新型Rogowski线圈研制

气体放电包含大量ns级上升沿m A级幅值的预放电电流,预放电完成后间隙击穿电流高达上kA。为了能安全、准确测量预放电电流,需研制一种新型Rogowski线圈。文中采用在自积分Rogowski线圈出口电阻两端并联贴片瞬态电压抑制二极管(transient voltage suppressor,TVS)的方案,研制了一种带深度过电流保护功能的新型Rogowski线圈。通过大量实验,对自积分电阻和过压保护器参数进行了优化选择,结果表明:满足电流测量灵敏度时,减小积分电阻值以拓宽线圈频带,电阻最优值为10~50Ω;过压保护器响应时间必须短于待测电流上升时间;确保线圈保护峰值电流大于回路最大击穿电流时,须尽量降低TVS的杂散电容,其值不超过0.5~1 nF。测试表明:新研制的Rogowski线圈既能准确测量上升沿小于5 ns的mA级小电流,又能在通过kA级大电流时有效保护后级设备。

基于Rogowski线圈的脉冲大电流录波装置

介绍了一种基于Rogowski线圈测量的脉冲大电流录波装置,分析了Rogowski线圈的测量原理,阐述了脉冲大电流录波装置的硬件设计和工作流程。现场测试结果表明,该录波装置能够在强电磁干扰环境中可靠工作,满足设计要求。

一种基于Rogowski线圈的脉冲大电流录波装置研究

介绍了一种基于Rogowski线圈测量的脉冲大电流录波装置。分析了Rogowski线圈的测量原理,阐述了脉冲大电流录波装置的硬件设计和工作流程。现场测试结果表明,该录波装置能够在强电磁干扰环境中可靠工作,满足设计要求。

测量低频大电流的自积分罗氏线圈设计

为测量电容储能脉冲功率源模块电流,设计了磁芯式自积分罗氏线圈。给出了磁芯的选择方法,分析了磁芯饱和问题。解决饱和问题的方法是使用饱和磁感应强度较大的材料,对测量线圈施加去磁磁场,以及等效减小线圈的励磁电流。分析表明:通过增大磁芯直径和截面积,选取线径合适的导线多层绕制的方法来增大线圈自感与电阻比值,可以有效提高线圈的测量幅值范围。使用设计的线圈实测了脉冲功率源模块电流,通过改变模块的充电电压,可以得到线圈出现饱和时对应的电流值。实验结果与理论分析相符合。对于脉冲功率源模块的ms量级脉冲电流信号,改进后的自积分线圈测量范围可以超过50kA。