Курсовая работа: Вимірювальний механізм і схема електродинамічних фазометрів
де r, L, С — активний опір, індуктивність
й ємність ланцюгів рухливих котушок;
U — напруга в паралельному ланцюзі. Допустимо всі вхідні
з рівняння (41) величини, крім частоти незмінні,
одержуємо:
(42)
Відомо, що
Крім того,
Користуючись наведеними
співвідношеннями, після не складних перетворень одержимо вираження для частотної погрішності
при довільній частоті:
 (43)
Як правило, фазометр працює при номінальній
частоті ω0 , на яку він розрахований, і погрішність виникає при
відхиленні робочої частоти від номінальної.
Тоді
згідно (35)
і вираження для частотної погрішності
здобуває вигляд:
 (44)
При дотриманні умови (34) і різних режимів
навантаження погрішність βω залишається
позитивної
і стає максимальної при φ = 0
:
(45)
З достатнім ступенем точності можна
вважати, що температурна погрішність фазометра
виникає за рахунок зміни активних опорів у колі рухливих котушок. Оскільки ω0L = 1⁄ω0C
, а активні опори при нормальній температурі однакові, зміни модулів струмів у рухливих котушках
будуть однаковими й не вплинуть на рівновагу рухливої частини.
Отже, умова рівноваги рухливої частини приладу при нормальній температурі може бути записане так:
де r0 — активний опір кола рухливої котушки;
x — реактивний опір того ж кола.
Для визначення температурної погрішності
скористаємося вираженням
 (46)
Оскільки
з рівняння (46) знаходимо:
або з обліком (22) і (35)
(47)
Активний опір кола рамки при будь-якій
температурі
де α — температурний коефіцієнт опору; t° — збільшення температури.
Тоді dr⁄dto=r0α
і з (47) одержуємо:
Якщо врахувати, що
(46)
ВІТЧИЗНЯНІ ФЕРРОДИНАМІЧНІ ФАЗОМЕТРИ
Вітчизняна промисловість виготовляє кілька
аналогічних типів щитових ферродинамічних фазометрів. Більшість із них призначено для вимірів cos φ у трифазних ланцюгах частотою 50 гц.
Порівняльні дані трифазних ферродинамічних
фазометрів наведені в табл. 2.
ЕЛЕКТРОМАГНІТНІ Й
ІНДУКЦІЙНІ ФАЗОМЕТРИ
Конструкція трьохмоментного логометра, що
застосовується як електромагнітний фазометр, представлена
на рис. 5. За двома нерухомими зовнішніми котушками A1 й A2
протікають струми I1 й I2 зрушені по фазі на кут, рівному просторовому куту
між котушками, у результаті чого створюється колове обертове поле. На нього
накладає пульсуюче поле внутрішньої котушки A3, по якій протікає струм I3 . Рухлива
частина приладу утворена секторами F,
приклепаними до ферромагнитнои втулки с. Вся система
вимірювального механізму оточена кільцевим магнитопроводом S.
В положенні рівноваги рухлива частина розташовується так, що сектори F установлюються уздовж великої осі еліптичного обертового поля, що є сумою полів всіх трьох котушок.
Рівняння рівноваги рухливої частини приладу може бути
представлене у вигляді:
 (47)
де L1,L2,L3
— індуктивності котушок A1 , A2 , A3 ;
M1,2
, M2,3 , M1,3 — взаємні індуктивності відповідних пар
котушок.
Теоретичне й експериментальне дослідження
фазометра з описаним вимірювальним механізмом проведене В. В: Смеляковим.
В основу дослідження був покладений
метод визначення обертаючого моменту приладу
по похідній від енергії системи по куті відхилення рухливого елемента.
Розглядаючи рівняння (47), можна бачити, що для одержання, наприклад,
однофазного фазометра із коловю рівномірною шкалою по градусах необхідно
виконати ряд умов:
1. Геометричний кут між
площинами котушок A1 й A2 повинен бути дорівнює куту зрушення фаз між рівними
по величині струмами в них (бажано мати цей кут
рівним 90°);
2. Індуктивність L3 котушки A3
не повинна залежати від кута повороту рухливого елемента α , тобто d'L3 ⁄d'α
= 0
3. Параметри приладу
повинні бути обрані так, щоб першими двома членами рівняння (47) можна було знехтувати,
тобто повинна дотримуватися рівність
що можливо у двох випадках:
(48)
(49)
4. Взаємоіндуктивність між внутрішньої
A3 і зовнішніми A1 й A2 котушками повинні бути
синусоїдальними функціями α.
Велике значення в одержанні оптимальних
параметрів приладу має правильний вибір кута
розчину 2γ зовнішньої котушки (A1 або A2) і кути розчину сектора δ .
В. В. Смеляковим було знайдено, що при
γ=57o , δ = 120o і виконується умова (48), а
при γ=57o , δ = 180o і куті між котушками A1 й A2 90° — умова (49). Другий випадок для фазометра найбільш сприятливий,
тому що при γ=57o , δ = 180o залежність M1,3(α)
ближче до синусоїдального.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 |
