Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Электродинамический измерительный механизм





 


Опоры

iНК (или IНК)

 

 

 

 


Неподвижная катушка 1 Неподвижная катушка 2

IПК (или iПК) Подвижная катушка

 

Индексы токов НК и ПК – это, соответственно, неподвижная и подвижная катушки.

Такие приборы являются самыми точными по измерению переменного тока.

Энергия электромагнитного поля

где M – коэффициент взаимной индуктивности двух катушек: подвижной и неподвижной

Вращающий момент:

На постоянном токе

На переменном токе – среднее значение

Противодействующий момент

Устроим установившийся режим

Для постоянного тока

Для переменного тока

Итак, подытожим:

1) На переменном токе устройство измеряет действующее значение

2) Для переменном токе шкала будет нелинейной

3) Является самым высокоточным прибором переменного тока

4) Прибор является идеальным перемножителем (те два тока: ток неподвижной и подвижной катушки)

Недостатки:

1) Невысокая чувствительность

2) Требуется защита от внешних магнитных полей, поскольку его собственное магнитное поле очень мало

Ваттметр электродинамический (ферродинамический)

Мощность

Исходная схема и векторная диаграмма будут выглядеть так:

φ
IH
U
IH
+
~U

 


_
ZH

 

 


Схема включения ваттметра:

IПК
ПК


НК2
IH
_
- генераторные концы

+


~U
НК1
RДОБ
ZH

 

В этом случае последовательно соединённые неподвижные катушки НК1 и НК2 включают последовательно с объектом нагрузки ZН , потребляемая мощность которого измеряется. Подвижная катушка ПК с добавочным резистором RДОБ включается параллельно объекту измеряемой мощности. Цепь неподвижных катушек называют последовательной цепью, а цепь подвижной катушки – параллельной цепью.



Ток подвижной катушки:

Векторная диаграмма:

IПК
U
IH

Причём тангенс угла 𝛄 :

φ
IHК
𝛄

 

Угол 𝛄 очень мал, так как добавочное сопротивление велико. Также, из расчётов предыдущего устройства, известно, что:

Для ваттметра получаем выражение поворота стрелки:

Формула мощности имеет вид:

Поэтому, хотим чтобы:

То есть угол поворота стрелки прибора отражал бы измеряемую мощность.

Это возможно в следующем случае:

И в этом случае угол поворота будет определяться:

где P = U ∙ I – измеряемая мощность; коэффициент k = - чувствительность прибора. У ваттметров конструктивными методами добиваются , что обеспечивает равномерную шкалу.

 

Индукционный механизм и счётчик на его основе

 

Алюминиевый диск

~

 

 


i1 i2

~

 


 

МагнитопроводА
Магнитные потоки Ф1t и Ф2t
Стержень в опорах

 


i11 i22

 

 


 

Момент вращения

Токи i1 и i2, текущие по катушкам:

Очень важно то, что эти два тока сдвинуты относительно друг друга по фазе, о чём нам говорит φ у тока i2.

Имеем два магнитопровода с двумя обмотками. Поскольку токи, пущенные по обмоткам - переменные, возникают два магнитных потока: Ф1t и Ф2t.

причём inn – соответствующий вихревой ток.

I1
Построим векторную диаграмму:

Ф1
I2
Одной дугой обозначен угол φ,

угол между токами I1 и I2.

Ф2
Двумя дугами обозначены углы δ,

E1
Этот углы между соответствующими

i11
угол равен почти девяноста токами и магнитными потоками.

i22
градусам. Ломаной линией обозначены

E2
прямые углы между

соответствующими МДС и

магнитными потоками.

Момент вращения создаётся за счёт взаимного перемещения магнитных потоков и вихревых токов.

Поскольку подвижная часть механизма обладает моментом инерции, пользуемся средним значением момента вращения.

Известно, что:

где – частота.

Тогда

Для создания момента вращения необходимо иметь не менее двух магнитных потоков, сдвинутых друг относительно друга в пространстве и во времени.

Однофазный счётчик энергии

Индукционные приборы состоят из индукционного измерительного механизма с отсчётным устройством и измерительной схемой.

Индукционный прибор
Счётный механизм

 

 


в формуле W – энергия ; CH – постоянная счётчика ; N – количество оборотов диска .

Индукционный прибор измеряет мощность P за время t. Счётный механизм считывает обороты подвижного диска.

Принцип действия индукционных измерительных механизмов основан на взаимодействии магнитных потоков и вихревых токов (как уже отмечалось ранее), индуцированных магнитными потоками в подвижной части механизма, выполненной в виде алюминиевого диска.

Трёхстержневой магнитопровод с обмоткой напряжения
Счётный механизм
В настоящее время из индукционных приборов находят применение счётчики электрической энергии в цепях переменного тока.

IТО
IОН
Постоянный магнит для создания тормозного момента
Алюминиевый диск, укреплённый на оси
П-образный магнитопровод с токовой обмоткой
IH
~U
ZH

 

 


Причём

 

Обозначения:

ТО- токовая обмотка

ОН – обмотка по напряжению

 

Токовая обмотка на П-образном магнитопроводе включается последовательно с нагрузкой. А обмотка напряжения включается параллельно напряжению (число витков стремится к бесконечности) и поэтому на векторной диаграмме ток от индуктивности отстаёт почти на 90 градусов.

Начертим векторную диаграмму:

IН
U

δ
φ
IТО
IОН
ФТО

 

 


EОН
EТО
ФОН

 

 

 

 

 

 

 

Лекция 19

продолжение… однофазный счётчик энергии

Токовая обмотка (ТО) создаёт магнитный поток, который пропорционален току нагрузки IH. А вот обмотка по напряжению (ОН) создаёт другой магнитный поток, пропорциональный напряжению U.

А «тормозной момент» (читай: противодействующий или успокаивающий момент) создаётся тормозящим магнитом, который направляет своё действие на алюминиевый диск.

Анализ работы индукционного счётчика показывает, что вращающиё момент пропорционален мощности переменного тока, т.е.:

Где сi – постоянный коэффициент.

На подвижную часть счётчика действует тормозной момент, пропорциональный скорости вращения диска. Этот момент создаётся в результате действия тока, наводимого во вращающемся между полюсами постоянного магнита диске, и определяется выражением:

где - скорость вращения диска.

В устойчивом положении, приравнивая вращающий и тормозной моменты:

Число оборотов диска N за время Т измерения энергии определяется интегралом по времени от скорости вращения диска , т.е.:

Где W – энергия (интеграл от мощности), прошедшая через счётчик за интервал времени от 0 до T; C = – постоянная счётчика.

Отсчёт производится по показаниям счётного механизма – счётчика оборотов, градуированного в единицах энергии. Единице электрической энергии (один киловатт-час), регистрируемой счётным механизмом, соответствует определённое число оборотов подвижной части счётчика (диск из алюминия). Это соотношение, называемое передаточным числом А, указывается на счётчике.

 

Электронные приборы









Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2021 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.