U většiny elektrických měřicích přístrojů je rovnováha pohyblivé části měřicího mechanismu určena rovností krouticího momentu s protipůsobícím momentem vytvořeným např. spirálovou pružinou.

V elektrodynamickém fázoměru není žádná protipůsobící pružina a rovnováha pohyblivé části je ustavena v důsledku interakce dvou elektromagnetických momentů. Tento typ měřicího mechanismu se nazývá logometr (z řeckého slova “logos” – vztah). Název je dán tím, že úhel vychýlení poměrového měřiče závisí pouze na poměru proudů ve dvou pohyblivých cívkách.

Provedením pevné části se logometry neliší od ostatních typů měřicích mechanismů, proto mohou být magnetoelektrické, elektromagnetické, elektro- a ferodynamické nebo indukční. Zejména magnetoelektrický logometr je měřící mechanismus v ohmmetrech a megohmetrech [3].

Na Obr. Obrázek 10a ukazuje schematický diagram zařízení elektrodynamického měření fáze. Uvnitř pevné cívky 3 jsou dvě vzájemně stacionární pohyblivé cívky 1 a 2, namontované na stejné ose. Pevná cívka 3 je součástí zátěžového obvodu Zн. Indukčnost L je zapojena do série s pohyblivou cívkou 1 tak, že proud zaostává za napětím o úhel /2. Rezistor R je zapojen do série s druhou pohyblivou cívkou 2, takže proud v něm je ve fázi s napětím. Magnetický tok  stacionární cívky směřuje podél její osy a časově se shoduje se zatěžovacím proudem (obr. 10a, b). Když se roviny rámů pohyblivých cívek vůči sobě posunou o úhel  a roviny rámu pohyblivé cívky 2 vůči ose magnetického toku  pevné cívky o úhel , získáme momenty ze vzájemného působení magnetických polí (proudů) pohyblivých cívek s magnetickým polem (proudem) pevné cívky .

Kroutící momenty Mvr1 jimvr2 směřují opačným směrem a jejich velikost závisí na úhlech  a , protože úhel  = konst. Momenty ze vzájemné interakce cívek 1 a 2 se neberou v úvahu, protože jsou „tlumeny“ díky svému tuhému mechanickému spojení přes společnou osu.

Pro daný úhel  rovnost momentů Mvr1 = Mvr2 dojde pod určitým úhlem . Porovnáním pravých stran výrazů (18) získáme:

Po poskytnutí konstruktivního řešení K1 = K.2,  = /2 a I1 = I2, získáme, že cos = cos, a tedy  = , to znamená, že prostorový úhel  pohyblivé části zařízení je roven úhlu fázového posunu v čase.

ČTĚTE VÍCE
Jak vybrat správnou klimatizaci do 2pokojového bytu?

Zařízení ferodynamického systému

Ferodynamická zařízení jsou typem elektrodynamických zařízení. U těchto zařízení je vinutí stacionární cívky umístěno na magnetickém jádru vyrobeném z měkkého magnetického materiálu a pohyblivá cívka se otáčí kolem stacionárního ocelového jádra umístěného v koaxiálním vývrtu magnetického jádra (podobně jako u magnetoelektrického měřicí mechanismus).

Na Obr. Obrázek 11 ukazuje jeden z mechanismů tohoto systému. Dvě poloviny pevné cívky 2 jsou umístěny na magnetickém jádru 1 z ocelového plechu. Pohyblivá cívka 4 je namontována na stejné ose se šipkou. Ve vzduchové mezeře mezi magnetickým jádrem 1 a stacionárním feromagnetickým válcem 3 se objevuje radiální rovnoměrné pole s magnetickou indukcí úměrné proudu ve stacionární cívce. Interakcí tohoto pole (proudu) s proudem (magnetickým polem) pohyblivé cívky vzniká stejný krouticí moment jako u elektrodynamického měřicího mechanismu.

a v důsledku nízkého magnetického odporu ve vzduchové mezeře se magnetický tok zvyšuje a následně se zvyšuje točivý moment, což umožňuje zvýšit hmotnost pohyblivé části bez zvýšení chyby z tření a získat mechanicky pevnou pohyblivou část .

Použití feromagnetických magnetických jader poněkud snižuje přesnost měření v důsledku ztrát hysterezí a vířivými proudy, ale snižuje chyby z vnějších magnetických polí.

Feromagnetické měřicí mechanismy se používají v ampérmetrech, voltmetrech, wattmetrech a fázových měřičích. Ampérmetry a voltmetry ferodynamického systému se používají jako záznamové přístroje, přenosná a panelová zařízení, jakož i zařízení pracující v podmínkách intenzivních mechanických vlivů (otřesy, otřesy, vibrace). Nejpoužívanějšími wattmetry jsou ferodynamické systémy.

Elektrodynamické a ferodynamické měřicí přístroje

Elektrodynamická a ferodynamická zařízení jsou založena na principu interakce proudů různých vinutí, z nichž jeden je stacionární a druhý může měnit svou polohu vzhledem k prvnímu. Elektrická energie je do pohyblivého vinutí zařízení dodávána spirálovými pružinami nebo striemi.

Elektrodynamické a ferodynamické měřicí přístroje slouží k měření proudu, napětí, výkonu a dalších elektrických veličin stejnosměrných a střídavých proudů. Stupnice voltmetrů a ampérmetrů jsou nerovnoměrné, ale u wattmetrů jsou téměř jednotné.

Elektrodynamické přístroje poskytují nejvyšší přesnost při měření ve střídavých obvodech s frekvencí do 20 kHz, nesnesou však přetížení, mají značnou spotřebu elektrické energie a jejich odečty jsou ovlivňovány vnějšími magnetickými poli.

Ke snížení tohoto vlivu používají vysoce přesné přístroje stínění a astatickou konstrukci měřicího systému. Náklady na elektrodynamická zařízení jsou vysoké.

ČTĚTE VÍCE
Kolik stojí auto na dálkové ovládání s driftem?

Stupnice elektrodynamických měřicích přístrojů je často rozdělena do dílků bez uvedení hodnot těchto dílků v měřených jednotkách. V tomto případě se přístrojová konstanta, tj. počet měřených jednotek odpovídající jednomu dílku stupnice, zjistí pomocí vzorců:

kde U nom a I nom jsou jmenovité napětí a proud zařízení, αmax je celkový počet dílků stupnice.

V elektrodynamických ampérmetrech se jmenovitým proudem do 0,5 A a voltmetrech jsou obě vinutí zařízení vzájemně zapojena sériově a v ampérmetrech s limity měření nad 0,5 A – paralelně.

Rozšíření měřicích mezí elektrodynamických ampérmetrů je zajištěno rozdělením stacionárního vinutí do sekcí, což umožňuje změnit měřicí rozsah přístroje na polovinu, dále použitím stejnosměrných měřicích bočníků a měřicích transformátorů proudu při provádění měření v obvody střídavého proudu.

Rozšíření mezí měření elektrodynamických voltmetrů je dosaženo použitím přídavných rezistorů a při měření v obvodech střídavého proudu navíc použitím měřicích transformátorů napětí.

Připojovací obvody pro jednofázový wattmetr

Rýže. 1. Schémata připojení jednofázového wattmetru: a – přímo do sítě, b – přes měřicí transformátory napětí a proudu.

Z elektrodynamických měřicích přístrojů je nejpoužívanější wattmetr (obr. 1, a), u kterého je do obvodu zapojeno pevné vinutí s malým počtem závitů tlustého drátu a pohyblivé vinutí, připojené k obvodu. vestavěné pouzdro nebo externí přídavný odpor, je paralelní s tou částí obvodu, ve které se měří výkon. Chcete-li vychýlit jehlu wattmetru v požadovaném směru, musíte dodržovat pravidla pro zapnutí zařízení: elektrická energie musí vstupovat do zařízení ze svorek generátoru vinutí, které jsou na zařízení označeny znakem „*“.

Stupnice každého wattmetru ukazuje jmenovité napětí a proud, pro které je zařízení určeno. V případě potřeby je povoleno zvýšit napětí a proud na 2 % jejich jmenovitých hodnot do 120 hodin. Některé elektrodynamické wattmetry mají přepínatelné meze měření pro jmenovité napětí i jmenovitý proud, například 30/75/150/300 V a 2,5/5 A.

Rozšiřování stupnice elektrodynamických wattmetrů proudem se provádí stejně jako u elektrodynamických ampérmetrů a rozšiřování stupnice napětím je obdobné jako u elektrodynamických voltmetrů. Pokud je elektrodynamický wattmetr připojen přes měřicí transformátory napětí a proudu (obr. 1, b), zjistí se naměřený výkon pomocí vzorce

kde K u a Ki jsou jmenovité transformační poměry měřicích transformátorů napětí a proudu, C W je konstanta wattmetru, α je počet dílků napočítaných zařízením.

ČTĚTE VÍCE
Jaké druhy zasklení existují a jakou mají funkci?

Při připojování elektrodynamického měřiče fází k obvodu střídavého proudu (obr. 2) musíte zajistit, aby vodiče dodávající energii do zařízení byly připojeny ke svorkám generátoru označeným na zařízení znakem „*“. Takové přímé připojení je možné, pokud síťové napětí odpovídá jmenovitému napětí fázového měřiče a zátěžový proud nepřekračuje jeho jmenovitý proud. aktuální

Jmenovité napětí a proud fázového měřiče jsou uvedeny na jeho stupnici, kde jsou také symboly: „IND“ pro část stupnice odpovídající proudu zaostávajícího za napětím a „EMK“ pro část stupnice odpovídající do vedoucího proudu. Pokud napětí a proud obvodu překročí odpovídající jmenovité napětí a proud fázového měřiče, je nutné jej zapnout přes příslušné měřicí transformátory napětí a proudu.

Schéma zapojení měřiče fáze

Rýže. 2. Schéma zapojení fázového měřiče.

Ferodynamická zařízení jsou podobná elektrodynamickým zařízením, ale liší se od nich zesíleným magnetickým polem stacionárního vinutí díky magnetickému jádru z ferimagnetického materiálu, které zvyšuje točivý moment, zvyšuje citlivost, zeslabuje vliv vnějších magnetických polí a snižuje spotřebu energie. elektrická energie. Přesnost ferodynamických měřících přístrojů je nižší než přesnost elektrodynamických přístrojů. Jsou vhodné pro použití ve střídavých obvodech s frekvencemi od 10 Hz do 1,5 kHz.

Schéma ferodynamického frekvenčního měřiče

Rýže. 3. Schéma ferodynamického frekvenčního měřiče

Schéma zapojení frekvenčního měřiče

Rýže. 4. Schéma připojení měřiče kmitočtu: a – přímo do sítě, b – přes přídavný odpor

Ferodynamické frekvenční měřiče jsou obvykle připojeny k síti střídavého napětí paralelně nebo prostřednictvím přídavného zařízení dálkového ovládání (obr. 4, a, b), což je elektrický obvod s odpory, indukčními cívkami a kondenzátory umístěnými v samostatné skříni. Při zapnutí měřiče frekvence je třeba zkontrolovat, zda síťové napětí odpovídá jmenovitému napětí zařízení, které je uvedeno na jeho stupnici. Ferodynamické frekvenční měřiče bez přídavných zařízení se vyrábí i pro několik jmenovitých napětí, z nichž každé odpovídá konkrétní svorce zařízení a společné svorce označené znakem „*“.

Telegramový kanál pro ty, kteří se chtějí každý den učit nové a zajímavé věci: Škola pro elektrikáře

Pokud se vám tento článek líbil, sdílejte odkaz na něj na sociálních sítích. Velmi to pomůže rozvoji našeho webu!