Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Rogowski-Spulen berechnen


von James H. (freakled)


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Wer kann mir das etwas verständlich erklären,

wie man die Rogowski-Spulen Berechnet.

Habe auf Wikipedia etwas gefunden.

http://de.wikipedia.org/wiki/Rogowskispule

Danke

von Lehrmann M. (ubimbo)


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Was genau möchtest du denn berechnen?
Man kann von einer Luftspule sehr viel berechnen - etwas konkreter wäre 
cool.
Gruß

von James H. (freakled)


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Sorry

Primär : Wechselstrom 50Hz 0-10 A

Ausgang : 0-10 V

Wird noch mehr Benötigt ?

von Lehrmann M. (ubimbo)


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Immer noch nicht ganz: was du mir gegeben hast sind Betriebsparameter. 
Was ich wissen will ist was genau du berechnen möchtest. Induktivität? 
Widerstand? Spannungsabfall?

von James H. (freakled)


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Wie viele Windungen,

und wie dick der Kupferlackdraht

von Dr.PillePalle (Gast)


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von Sven (Gast)


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Wenn Du schon den Artikel bei Wikipedia gefunden hast, ist Dir bestimmt 
aufgefallen, dass da zwei Formeln stehen.

μ0 die magnetische Feldkonstante => klick mal auf den Link
N die Windungszahl => willst Du wissen
A ist die Querschnittsfläche der Rogowskispule => die müsstest Du schon 
noch verraten
lm ist die mittlere Feldlinienlänge im Ring => der mittlere Umfang 
Deines ringförmigen Wickelkörpers

Hängt also bißchen davon ab, wie und worauf Du das wickeln willst.

Die 10V bei 10A gehen auch nur bei sinusförmigen Stromverlauf, ansonsten 
musst Du die Spannung integrieren.

von James H. (freakled)


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Sven schrieb:
> A ist die Querschnittsfläche der Rogowskispule => die müsstest Du schon
> noch verraten

Den Wickelkörper kann ich selber nach eigenen Wünschen fertigen.

Ich denke so an ca.  Querschnitt 78.5 mm2

und mitlerer Umfang 30mm

aber das ist eben noch offen.

von Alex H. (alex73)


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Der thread ist zwar schon "etwas" aelter, eventuell kann mir trotzdem 
jemand mit dem referenzierten KFK dokument helfen.

Ich versuche gerade selber eine Rogowski spule zu rechnen und dann zu 
bauen (für die strom messung an einem punkt schweissgeraet).

In dem dokument verstehe ich allerdings nicht wie auf seite 17 nach 
gleichung 50 im text der autor auf l*ln(ra/ri)=0,962 kommt. Auch der 
hinweis auf drahtdurchmesser d=1,2mm ist nicht hilfreich.

Ausgehend von der abbildung 8 auf seite 16 ist der spulenkoerper
    ra=65, ri=40, l=21 mmm gross.
Mit d=1,2 ergeben sich m.m. nach die dimensionen zu
    ra=66,2 ri=38,8 l=23,4 mmm
und damit
    12,50 und nicht 0,962.

Wo liegt da der fehler?

von Johannes (Gast)


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Alex H. schrieb:
> Ich versuche gerade selber eine Rogowski spule zu rechnen und dann zu
> bauen (für die strom messung an einem punkt schweissgeraet).

Lohnt sich das denn? Bei Manutech bekommst du Rogowski-Spulen schon ab 
ca. 60€ und die haben eine lineare Genauigkeit von unter 0,5% (und sind 
quasi beliebig oft wiederverwendbar).
https://www.manutecheurope.com/product-category/current-sensors-transducers/rope-cts/page/2/

Wenn man sowas von Hand wickelt, muss man anschließend die Daten erst 
selber noch ermitteln und sich zusätzlich um den ganzen Mechanikkram 
kümmern.

von Alex H. (alex73)


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Johannes schrieb:

> Lohnt sich das denn? Bei Manutech bekommst du Rogowski-Spulen schon ab

Stimmt schon, nur dann hat man nicht viel dabei gelernt.

Ich denke ich werde einfach einmal drauf los wickeln und sehen was am 
ende herauskommt. 100 windungen auf einen aquariumschlauch sollten doch 
recht schnell gehen. Und flexibel genug sollte der auch sein.

von Johannes (Gast)


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Alex H. schrieb:
> Ich denke ich werde einfach einmal drauf los wickeln und sehen was am
> ende herauskommt. 100 windungen auf einen aquariumschlauch sollten doch
> recht schnell gehen. Und flexibel genug sollte der auch sein.

Gute Idee mit dem Aquarienschlauch!
Eventuell sollte der Schlauch vor dem Bewickeln schon fast kreisförmig 
geschlossen sein?!!
Ich habe früher Aquarienschläuche dauerhaft geformt, indem ich sie 
fixiert und mit heißem (kochendem) Wasser übergossen habe (Vorsicht 
dabei!)


Du musst die Rogowski-Spule auf jeden Fall wiederholgenau verschließen 
können! D.h., die Position der beiden Enden in geschlossenen Zustand 
muss immer wieder gleich sein nach dem Verschließen.
Kleinste Lageänderungen führen direkt zu höheren Toleranzen.
(der Rückleiter sollte vermutlich auch sterisch fixiert sein, wenn er im 
Inneren des Schlauchs verläuft)

von Alex H. (alex73)


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Johannes schrieb:
> fixiert und mit heißem (kochendem) Wasser übergossen habe (Vorsicht
> dabei!)

Hehe, daran hatte ich gar nicht gedacht! Ich denke dass das in einem 
entsprechenden kochtopf gewickelt und gekocht sogar besser geht als mit 
meiner heissluftpistole :-)

Mechanisch werde ich mir wohl einen "stoepsel" drucken, dann sollte das 
mit dem verschluss und der wiederholbarkeit weniger ein problem sein.

Die rueckleitung plane ich nicht innen (weil ich sie da nicht gut 
fixieren kann - dachte zuerst an PU schaum aber bei bewegung? Silikon 
eventuell...) sondern werde ich unter der spule umwickelt machen und das 
ganze mit schrumpfschlauch befestigen.

von Johannes (Gast)


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Alex H. schrieb:
> Mechanisch werde ich mir wohl einen "stoepsel" drucken, dann sollte das
> mit dem verschluss und der wiederholbarkeit weniger ein problem sein.

Gute Idee! Die Originalteile haben einen einsteckbaren Zylinder mit 
einer Krempe. Auf der Krempe ruhen zwei "Zangenzähne", die gleichzeitig 
Druck ausüben.


> Die rueckleitung plane ich nicht innen (weil ich sie da nicht gut
> fixieren kann - dachte zuerst an PU schaum aber bei bewegung? Silikon
> eventuell...)

Die Originalteile von Manutech sind aus sehr flexiblem Silikon, wie ich 
das in erinnerung haben.
Eventuell könnte man dem Rückleiter Perlen aufsetzen wie bei einer 
Perlenkette.
Wenn die Perlen etwa den Durchmesser des Schlauchinneren haben, könnten 
sie so den Rückleiter räumlich fixieren.


> sondern werde ich unter der spule umwickelt machen und das
> ganze mit schrumpfschlauch befestigen.

Das ist wahrscheinlich die beste Lösung vom Aufwand her!


Gibt es denn schon Ergebnisse?

von Alex H. (alex73)


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Johannes schrieb:
> Gibt es denn schon Ergebnisse?

Leider geht es nicht immer so (schnell) wie man sich das vorstellt :-/

Na wie auch immer:

Beim kochen verkuerzt sich der schlauch - haette ich mir denken koennen. 
Jetzt ist die spule statt 40cm halt 2,5cm kuerzer geworden. Merke: 
zuerst kochen, dann zuschneiden.

Ich habe im baumarkt zwei schlaeuche gefunden, die gut ineinander 
passen, also "perfekt" zum verschliessen geeignet sind. Der dickere wo 
die spule drauf ist hat 8mm aussen und 6mm innen, der duenne 6mm aussen. 
Damit kann man die spule recht verlaesslich und reproduzierbar 
schliessen.

Da sind jetzt ca 150 windungen mit einem steifen draht mit 0.9mm mehr 
schlecht als recht darauf gewickelt - das hat sich am ende so ergeben.

Bei den ersten tests sind bei 10A ca 130uV herausgekommen. Allerdings im 
leerlauf und ohne integrator, weil mit haartrockner(n) gemessen und da 
ist es ja schliesslich egal ob es ein sinus oder ein cosinus ist 
(di/dt).

Gemessen habe ich das mit einem Aneng 8009 (bei interesse siehe Dave 
Jones' EEVblog #1007 - zwar zum 8008 aber der unterschied sollte 
marginal sein).
Die anzeige war allerdings schon recht zappelig. Eventuell doch den mod 
(https://www.jackenhack.com/aneng-an8008-modify-for-better-accuracy-faster-readings/) 
noch machen.

Hohe stroeme habe ich so um die 350-400A hin bekommen (MOT mit sekundaer 
5m 16mm2 in 3 3/4 windungen und kurzschluss - das kabel wird schoen 
warm!). Gemessen mit einem china billigst VC3266L+ zangen ampere meter. 
Da waren dann ein paar ungereimtheiten bei der messung denen ich noch 
nachgehen will (320A/3.2mV, 400A/2,6mV ?!).

Ich hoffe ich kann morgen bilder der spule anhaengen (auch wenn die 
nicht besonders spektakulaer sind), heute ist schon zu spaet.

Jetzt waere es natuerlich noch schoen, die gemessenen werte mit der 
theorie dahinter in einklang zu bringen. Muss ich mich noch vertiefen.

Und auch interessant ist die reproduzierbarkeit der messungen zu pruefen 
und optimieren.

von Alex H. (alex73)


Angehängte Dateien:

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Anbei zwei bilder der spule.

von Harald W. (wilhelms)


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Alex H. schrieb:

> Anbei zwei bilder der spule.

Die Spule sieht m.W. recht ungleichmäßig gewickelt aus. Das geht
m.W. zu Lasten der Genauigkeit. Wenn da wirklich nur so wenig µV
rauskommen, solltest Du wohl auch mehr Windungen aufbringen.

von leonard (Gast)


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hallo , ich habe bitte eine frage . wir kann ich ein Strompulse selbst 
erzeugen . das ist für eine Messung mit der Rogowski Spule

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