Трехфазные нагрузочные цепи Испытание генератора постоянного тока Последовательная цепь переменного тока Испытание синхронного двигателя Лабораторная работа по электронике, по электротехнике Выполнение задач

Электротехника, электроника. Курсовой расчет и вопросы экзамена

Электромагнитные приборы. Действие электромагнитных приборов основано на взаимодействии магнитного поля неподвижной катушки, создаваемого измеряемым током, с одним или несколькими подвижными ферромагнитными магнитопроводами. В конструкцию механизма таких приборов (рис. 19.4) входят круглая или плоская катушка неподвижная, ферромагнитный магнитопровод, выполненный в виде тонкой пластины, эксцентрично укрепленной на оси, и пара противодействующих спиральных пружин. Указатель отсчетного устройства прибора – стрелка – жестко укреплена на оси вращения магнитопровода. Успокоение подвижной части механизма обычно жидкостное (успокоитель на рис. 19.4 не показан). Магнитоиндукционные успокоители в таких приборах не применяют. При включении прибора в цепь постоянного тока на подвижный магнитопровод действует сила, втягивающая его в полость катушки до тех пор, пока энергия магнитного поля станет наибольшей. Угол отклонения подвижной части прибора можно определить из условия равенства вращающего и противодействующего моментов

 . (19.6)

 Из (19.6) следует, что шкала электромагнитного прибора неравномерная, так как угол  пропорционален квадрату измеряемого тока. Для уменьшения неравномерности шкалы необходимо, чтобы чувствительность прибора тоже изменялась во всем диапазоне измерений прибора. Этого достигают выбором формы подвижного магнитопровода и его размещением по отношению к катушке. Таким образом, в электромагнитных приборах получают 80...85 % шкалы равномерными.

 Электромагнитные приборы можно использовать в цепях как постоянного, так и синусоидального тока. Из-за потерь энергии электромагнитного поля на перемагничивание показания прибора в цепи постоянного и синусоидального тока отличаются. Если эти отличия не превышают нормированного (для данного класса точности) значения, прибор может быть использован для измерений в цепях постоянного и переменного тока. В этом случае на его шкалу при изготовлении наносят обозначения переменного и постоянного токов.

 Электромагнитные приборы преимущественно используют в качестве щитовых амперметров и вольтметров в цепях постоянного и переменного токов. В цепях синусоидального тока их показания пропорциональны действующему значению измеряемых величин.

 Индукционные приборы. Принцип действия индукционных приборов основан на взаимодействии двух или более переменных магнитных потоков с индуктированными токами в подвижной части механизма.

 Механизм прибора (рис. 19.5) состоит из двух неподвижных магнитопроводов 1 (с одной катушкой) и 2 (П-образного с двумя последовательно соединенными катушками) и алюминиевого диска, укрепленного на оси. При подключении катушек в цепь переменного тока токи  и  возбуждают переменные магнитные потоки Ф1 и Ф2. Эти потоки, пронизывая диск, индуктируют в нем переменные ЭДС, под действием которых в диске возникают два контура вихревых токов Iд.1 и Iд.2. В результате втягивания контура тока Iд.1 потоком Ф2 и выталкивания контура тока Iд.2 потоком Ф1 возникают два противоположно направленных момента, которые действуют на диск. Их направления определяются по правилу правой руки. Под действием разности этих моментов диск начинает вращаться.

Рис. 19.5

 Основными особенностями индукционных приборов являются большие вращающий момент и перегрузочная способность. Вместе с тем они пригодны только для цепей синусоидального тока (промышленной частоты), имеют невысокую точность и большое собственное потребление мощности.

 На основе индукционного механизма созданы счетчики электрической энергии. Однофазный счетчик электрической энергии представляет собой сочетание индукционного механизма с механическим счетчиком оборотов роликового типа (рис. 19.5). При включении катушки 1 параллельно источнику энергии, а катушки 2 – последовательно с приемником на диск прибора действует вращающий момент

 , (19.7)

где – коэффициент пропорциональности, учитывающий конструктивные особенности механизма; U1 – напряжение на катушке 1; I2 – ток через катушку 2;  – угол сдвига фаз между векторами напряжения и тока в цепи.

 Так как энергия, израсходованная приемником за время

 , (19.8)

где C – постоянная прибора; N – число оборотов диска механизма за время t, то она пропорциональна числу оборотов.