Fázomery a synchroskopy
Fázomery sa používajú na určenie fázového uhla, napríklad, striedavého prúdu vzhľadom na napätie, ktoré ho spôsobuje.
Stacionárna časť meracieho mechanizmu fázomera obsahuje tri cievky, z ktorých dve 1 a 2 majú tvar rámov. Sú voči sebe posunuté pod uhlom 120 ° (obr. 1, a). Valcová cievka 3 je umiestnená vo vnútri cievok 1 a 2 koaxiálne s pohyblivou časťou.
Pohyblivá časť je tvorená osou 4, na ktorej koncoch sú pripevnené jadrá 5 vo forme tenkých dosiek, navzájom presadených o 180 ° a nazývaných okvetné lístky. Os a okvetné lístky sú vyrobené z mäkkého magnetického materiálu a tvoria štruktúru v tvare Z (obr. 1, b). Merací mechanizmus nemá opačný moment vytvorený pružinou, preto je možné príslušné zariadenie pripísať pomerom.
Na obr. 2 je znázornená schéma zapnutia fázového merača. Vinutia 1 a 2 sú zahrnuté v reze dvoch vodičov trojfázového vedenia a vinutie 3 je v sérii s odporom Rd, ktorý má významný aktívny odpor, je pripojený k sieťovému napätiu.Lineárne prúdy pretekajúce týmito vinutiami sú navzájom fázovo posunuté o 120 °, v súvislosti s ktorými vinutia 1 a 2 vytvárajú rotačný magnetický tok Ф12, ako keby predstavovali vektor záťažového prúdu. Frekvencia jeho otáčania závisí od frekvencie prúdov I1 a I2... Za jednu periódu urobí prietok F12 jednu úplnú otáčku.
Pretože odpor rezistora Rq je veľký v porovnaní s reaktanciou cievky 3, prúd Az3 je vo fáze so sieťovým napätím. Cievka 3 v dôsledku sínusovej zmeny prúdu vytvára pulzujúci magnetický tok F3, ktorý je blízky sínusovému. Os symetrie tohto toku je pevná v priestore a vždy sa zhoduje s osou pohyblivej časti mechanizmu. Tok F3 je uzavretý pozdĺž osi 4 pohyblivej časti, okvetných lístkov a pevného vonkajšieho valcového magnetického obvodu.
Ryža. 1. Mechanizmus merania pomeru jadra elektromagnetického systému v tvare písmena Z
Ryža. 2. Schéma zapojenia fázového merača elektromagnetického systému
Toky F12 a F3, uzavreté v rôznych rovinách, magnetizujú pohyblivú časť meracieho mechanizmu. Keďže hodnota toku Ф12 je konštantná, magnetizácia osi a okvetných lístkov dosahuje najvyššiu hodnotu v momente, keď tok Ф3 prechádza najväčšou hodnotou. Pohyblivá časť je pôsobením zotrvačných síl nehybne upevnená v polohe zodpovedajúcej jej najväčšej magnetizácii, t.j. polohe rotujúceho toku Ф12 v momente, keď tok Ф3 dosiahne svoju maximálnu hodnotu.
Treba mať na pamäti, že poloha rotačného toku vzhľadom na stacionárnu časť zariadenia v okamihu prechodu toku Ф3 a prúdu Аз3 cez hodnotu amplitúdy závisí od zmeny uhla φ medzi prúdom záťaže. a napätie. Vzhľadom na to je poloha, ktorú zaujíma pohyblivá časť (a teda ukazovateľ zariadenia) vzhľadom na mierku, t.j. uhol α charakterizuje fázový posun medzi zaťažovacím prúdom a napätím.
Fázometer pracujúci na tomto princípe meria fázové posuny s kapacitnou a indukčnou záťažou. Stupnica prístroja môže byť odstupňovaná v uhlových hodnotách φ alebo cosφ... V prvom prípade je jednotná, v druhom nerovnomerná.
Fázometer Ts302
Synchronoskopy
Uvažovaný merací mechanizmus sa používa aj v synchroskope, zariadení používanom pri pripájaní synchrónnych generátorov na paralelnú prevádzku.
Schéma zapnutia synchroskopu je na obr. 3.
Ryža. 3. Schéma zapojenia synchrónoskopu elektromagnetického systému
Konštrukcia cievok 1, 2 a 3 meracieho mechanizmu je podobná konštrukcii zodpovedajúcich cievok fázomera, ale sú vyrobené z tenkého medeného drôtu s veľkým počtom závitov, v dôsledku čoho cievky majú výrazný odpor. Cievka 3 je pripojená k sieťovému napätiu siete, cievky 1 a 2 — k sieťovým napätiam pripojeného synchrónneho stroja. Rezistory sú zapojené do série s cievkami R atď.
Ako už bolo spomenuté, pohyblivá časť meracieho mechanizmu je uložená vo výslednom magnetickom poli troch cievok tak, že os lalokov pohyblivej časti sa zhoduje so smerom točivého poľa Ф12, v ktorom bude zachytený hodnota amplitúdy pulzujúceho poľa F3.
Táto poloha lalokov pohyblivej časti pri rovnakej frekvencii prúdu vo vinutiach cievok závisí od fázového posunu medzi prúdmi I1 a Az2 vo vinutiach cievok 1, 2 a prúdom Az3 vo vinutí cievok. cievka 3. Prúdy I1 a Az2 sa prakticky zhodujú vo fáze so sieťovým napätím synchrónneho generátora a prúdom Az3 — so sieťovým napätím (od odporu rezistora Rq je veľký).
V dôsledku toho ° С Indikačné zariadenie synchroskopu, keď sú frekvencie sieťového prúdu a pripojeného generátora rovnaké, bude priamo indikovať fázový posun medzi sieťovými napätiami týchto trojfázových systémov.
Ryža. 4. Schémy zapojenia: a — synchroskop, b — fázometer elektromagnetického systému
Ryža. 5. Synchronoskop typu E1605
Pri synchronizácii nie je frekvencia sieťového prúdu a prúdu pripojeného generátora rovnaká. To má za následok nepretržitú zmenu fázového uhla medzi sieťovým napätím a e. atď. v. generátora a teda k zmene polohy okvetných lístkov vzhľadom na stacionárne cievky. Keďže pohyblivá časť synchroskopu sa dá natočiť do ľubovoľného uhla, ukazovateľ sa otáča.
Smer otáčania závisí od znamienka rozdielu frekvencií medzi sieťou a pripojeným generátorom. Čím je tento rozdiel menší, tým pomalšie sa otáča ukazovateľ synchroskopu.
Stupnica prístroja má znamienko zodpovedajúce protifázovej polohe vektorov napätia a e. atď.v. synchronizované objekty. Synchrónny stroj musí byť pripojený na staničné zbernice počas polohy plynovej masky vektorov napr. atď. pp a napätia zbernice.
Na obr. 4 je znázornená schéma zapojenia elektromagnetického fázového merača a schéma zapojenia elektromagnetického synchroskopu.