Elektrodynamické a ferodynamické meracie prístroje

Elektrodynamické a ferodynamické zariadenia sú založené na princípe interakcie prúdov rôznych cievok, z ktorých jedna je stacionárna a druhá môže meniť svoju polohu vzhľadom na prvú. Elektrická energia je dodávaná do pohyblivej cievky zariadenia cez vinuté pružiny alebo drôty.

Elektrodynamické a ferodynamické meracie prístroje slúžia na meranie prúdu, napätia, výkonu a iných elektrických veličín jednosmerných a striedavých prúdov. Stupnice voltmetrov a ampérmetrov sú nerovnomerné a wattmetre sú prakticky rovnaké.

Elektrodynamické prístroje poskytujú najvyššiu presnosť pri meraní v obvodoch striedavého prúdu s frekvenciou do 20 kHz, neznášajú však preťaženie, líšia sa výraznou spotrebou elektrickej energie a ich hodnoty sú ovplyvnené vonkajšími magnetickými poľami.

Na zníženie tohto vplyvu v zariadeniach s vysokou triedou presnosti sa používa tienenie a astatická konštrukcia meracieho systému. Náklady na elektrodynamické zariadenia sú vysoké.

Stupnica elektrodynamických meracích prístrojov je často rozdelená do dielikov bez uvedenia hodnôt týchto dielikov v meracích jednotkách. V tomto prípade je konštanta prístroja, t.j. počet meraných jednotiek zodpovedajúci jednému dieliku stupnice sa zistí podľa vzorcov:

pre voltmeter

pre ampérmeter

pre wattmeter

kde Unom a Aznom — menovité napätie a prúd zariadenia, αmah — celkový počet dielikov stupnice.

V elektrodynamických ampérmetroch pre menovitý prúd do 0,5 A a voltmetroch sú obe vinutia zariadenia zapojené do série a v ampérmetroch s rozsahom merania viac ako 0,5 A - paralelne.

Rozšírenie meracích limitov elektrodynamických ampérmetrov je zabezpečené rozdelením stacionárnej cievky na sekcie, čo umožňuje meniť rozsah merania prístroja na polovicu, ako aj využívať meracie bočníky jednosmerného prúdu a meracích transformátorov prúdu pri meraní v obvodoch striedavého prúdu.

Rozšírenie meracích limitov elektrodynamických voltmetrov sa dosahuje použitím prídavných odporov a pri meraní v obvodoch striedavého prúdu navyše použitím napäťových meracích transformátorov.

Ryža. 1. Schémy pripojenia jednofázového wattmetra: a — priamo do siete, b — cez meracie transformátory napätia a prúdu.

Medzi elektrodynamickými meracími prístrojmi je najrozšírenejší wattmeter (obr.1, a), v ktorom je v obvode sériovo zapojená pevná cievka s malým počtom závitov hrubého drôtu a pohyblivá cievka - pripojená k vstavanému krytu alebo k externému prídavnému odporu - paralelne s tá časť obvodu, v ktorej sa meria výkon. Aby sa šípka wattmetra vychýlila v požadovanom smere, je potrebné dodržať pravidlá pre zapnutie zariadenia: elektrická energia musí vstúpiť do zariadenia zo strany generátorových svoriek vinutí, ktoré sú na zariadení označené "*" .

Stupnica na každom wattmetri udáva menovité napätie a prúd, pre ktoré je zariadenie určené. V prípade potreby je možné do 2 hodín priviesť napätie a prúd až na 120% ich nominálnych hodnôt.Niektoré elektrodynamické wattmetre majú variabilné meracie rozsahy pre nominálne napätie aj nominálny prúd, napríklad 30/75/150 /300 V a 2,5/5 A.

Rozšírenie prúdovej stupnice elektrodynamických wattmetrov sa robí rovnakým spôsobom ako u elektrodynamických ampérmetrov a rozšírenie stupnice napätia je podobné ako pri elektrodynamických voltmetroch. Ak je elektrodynamický wattmeter zapnutý cez meracie transformátory napätia a prúdu (obr. 1, b), nameraný výkon sa zistí podľa vzorca

kde K.ti a Ki — menovité transformačné pomery meracích transformátorov napätia a prúdu, ° СW — konštanta wattmetra, α — počet dielikov odčítaných zariadením.

Keď je zapnutý elektrodynamický fázový merač v obvode striedavého prúdu (obr.2) je potrebné zabezpečiť, aby vodiče napájajúce zariadenie boli pripojené na svorky generátora označené na zariadení „*“. Takéto priame pripojenie je možné, ak sieťové napätie zodpovedá menovitému napätiu fázora a zaťažovací prúd nepresahuje jeho menovitý prúd. prúd.

Menovité napätie a prúd fázora sú uvedené na jeho stupnici, kde sú aj označenia: «IND» pre časť stupnice zodpovedajúcu prúdu zaostávajúceho za napätím a «EMK» pre časť stupnice zodpovedajúcu vedúci prúd. V prípade, že napätie a prúd obvodu prekročí zodpovedajúce menovité napätie a prúd fázora, treba ho zapnúť cez príslušné meracie transformátory napätia a prúdu.

Ryža. 2. Schéma zapojenia fázového merača.

Ferodynamické zariadenia sú podobné elektrodynamickým zariadeniam, líšia sa však od nich zosilneným magnetickým poľom stacionárnej cievky vďaka magnetickému jadru z ferimagnetického materiálu, ktoré zvyšuje krútiaci moment, zvyšuje citlivosť, zoslabuje vplyv vonkajších magnetických polí a znižuje spotrebu. elektrickej energie. Presnosť ferodynamických meracích prístrojov je nižšia ako presnosť elektrodynamických prístrojov. Sú vhodné aj pre použitie v obvodoch striedavého prúdu s frekvenciou 10 Hz až 1,5 kHz.

Ryža. 3. Schéma ferodynamického frekvenčného čítača

Ryža. 4. Schéma zapnutia frekvenčného merača: a — priamo v sieti, b — cez prídavný odpor

Ferodynamické frekvenčné merače sú zvyčajne pripojené k sieti so striedavým napätím paralelne alebo prostredníctvom prídavného zariadenia na diaľkové ovládanie (obr.4, a, b), čo je elektrický obvod s rezistormi, indukčnými cievkami a kondenzátormi umiestnenými v samostatnom kryte. Pri zapnutí frekvenčného merača by ste mali skontrolovať, či napätie v sieti zodpovedá menovitému napätiu zariadenia, ktoré je uvedené na jeho stupnici. Ferodynamické merače frekvencie sa vyrábajú aj bez prídavných zariadení pre niekoľko menovitých napätí, z ktorých každé zodpovedá konkrétnej svorke zariadenia a spoločnej svorke označenej «*».