Курсовая работа: Вимірювальний механізм і схема електродинамічних фазометрів
На рис. 3 представлена конструкція магнитопровода, принципова схема й векторні діаграми (для індуктивного і
ємнісного характеру навантаження) однофазного ферродннамического фазометра. Основою приладу
служить двухмоментний логометр ферродинамічної
системи. Обертаючий елемент такого логометра має магнитопровід із двома незалежними повітряними зазорами δ1
й δ2 , з яких хоча б один є функцією кута повороту рухливої частини приладу.
З'єднані послідовно секції I й II
котушки, по якій протікає струм навантаження І,
створюють у зазорах δ1 й δ2 магнітні поля з індукціями В1 і В2 , причому з достатнім ступенем точності можна вважати:
(19)
де k
— розмірний коефіцієнт;
ω1 й ω2 — числа
витків секцій I й II (надалі будемо вважати ω1 = ω2 = ω).
Рухома частина приладу
складається із двох однакових котушок 1 й 2, жорстко укріплених на одній осі під кутом 180°
один до одного. Котушки переміщуються
Рис. 3. Однофазний ферродинамічний фазометр, а— принципова
схема; б — векторні діаграми.
в зазорах δ1 й δ2.
Струми ІU1 й IU2 пропорційні прикладеній напрузі U і
зрушені щодо нього по фазі на певні кути ψ1 й ψ2 , що залежать від характеру елементів z1 й z2
, включених у коло кожної котушки.
Умова рівноваги рухливої частини приладу при рівності моментів, що
діють на котушки 1 й 2, виражається в такий спосіб:
Де B1 й B2 — індукції в
зазорах δ1 й δ2;
ωu1 й ωu2 — числа
витків;
su1 й su2 — площі котушок 1
й 2;
φ - вимірюваний кут зрушення фаз між U й I
(знак φ, як звичайно, визначається характером
навантаження).
Припустимо
 (20)
одержуємо рівняння
(21)
є рівнянням характеристики шкали однофазного ферродинамічного
фазометра.
Знайдемо співвідношення, що
зв'язують між собою величини зазорів, значення
кутів ψ1 й ψ2
межі виміру приладу [Л. 29].
З формули (21) треба, що
(22)
Уведемо позначення:
- відношеня індукцій відповідно на початку
шкали, в точці φ = 0 і наприкінці шкали.
Тоді
(23)
(24)
Позначаючи
через φ і φк значення кута зрушення фаз на початку й наприкінці шкали, одержуємо:
(25)
(26)
З рівнянь (19) слідує, що параметри Рн , Р0 і Рк будучи відносинами індукцій, у той же час являють собою зворотні відносини зазорів з відповідними точках шкали. Вибір цих величин диктується конструктивними й технологічними міркуваннями й у значній мірі визначає
конфігурацію зазорів.
У практиці побудови фазометрів у більшості
випадків межі виміри задаються не довільно. У приладах із двосторонньою шкалою,
як правило, |φн| = |φк| . Якщо при цьому вибрати значення Р0 = 1 у
середині рівномірної шкали, то виходить
фазометр для виміру фазових зрушень при ємнісному й індуктивному режимах навантаження, причому
при зміні режиму навантаження в приладі не
потрібно ніяких перемикань. У цьому випадку
 ( 27)
Фазометри із двосторонньою
шкалою при одній і тій же геометричній довжині шкали мають в 2 рази меншу
чутливість у порівнянні з фазометрами, що мають однобічну шкалу, тому часто
воліють мати однобічну шкалу, користуючись перемикачем при переході від одного
режиму навантаження до іншого. У цьому випадку
доцільно зробити один зазор постійним, що не залежить від кута
повороту рухливої частини, а величину іншого зазору
в крайній точці шкали прирівняти величині першого.
Для такого фазометра (тому що φн = 0, φдо
= φмакс), будемо мати:
 (28)
При заданій межі виміру приладу й обраному значенні Рн або Рк рівняння (27) і (28) дають залежність, що зв'язує між собою кути
ψ1 й ψ2. Однак для визначення кожного з кутів необхідно друга умова, у якості якого може бути використане рівняння (23):
з якого треба, що
ψ2 = ± 180±ψ1 (29)
Рис. 4. варіанти включення паралельного ланцюга ферродинамического
фазометра.
Фазові співвідношення між векторами індукцій B1
й B2 і струмів I1 й I2
фазометрів з рівномірною однобічною шкалою,
можуть бути зведені до чотирьох варіантів, представленим векторними діаграмами рис. 4. Той або інший варіант визначає знак відносини sin ψ2
⁄ cos ψ1 у рівнянні (28). Очевидно, для мал. 4,а й
б (- 90< ψ1<90 ; 90<ψ2 <180) це відношення має позитивний знак (cos ψ1>0 ; sin
ψ2 >0), а для мал. 4,б и г (- 90< ψ1<90
; 180<ψ2<270) — негативний
(cos ψ1>0 ; sin ψ2 <0). Таким чином,
(30)
Вираження (29) і векторні діаграми
показують, що для варіантів мал. 4,а й в sin ψ2 =sin ψ1,
а для варіантів мал. 4, б і г sin ψ2 = – sin ψ1 т. е. у
всіх випадках
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 |
