Електродинамични и феродинамични измервателни уреди

Електродинамичните и феродинамичните устройства се основават на принципа на взаимодействие на токове с различни намотки, от които единият е неподвижен, а другият може да промени позицията си спрямо първия. Електрическата енергия се подава към подвижната намотка на устройството със спирални пружини или кабелни проводници.

Електродинамичните и феродинамичните измервателни устройства се използват за измерване на ток, напрежение, мощност и други електрически величини на постоянен и променлив ток. Скалите на волтметрите и амперметрите са неравномерни, а ватметрите са почти еднакви.

Електродинамичните устройства осигуряват най-висока точност при измерване във вериги с променлив ток с честота до 20 kHz, но те не могат да издържат на претоварване, имат значително потребление на електрическа енергия и техните показания се влияят от външни магнитни полета.

За да се намали това влияние в устройства с висок клас на точност, се използват екраниране и астатична конструкция на измервателната система. Цената на електродинамичните устройства е висока.

Скалата на електродинамичните измервателни уреди често се разделя на разделения, без да се посочват стойностите на тези деления в измервани единици. В този случай константата на устройството, т.е. броят на измерените единици, съответстващи на едно разделение на скалата, се намира по формулите:

където U nom и I nom са съответно номиналното напрежение и ток на устройството, αmax е общият брой деления на скалата.

В електродинамичните амперметри за номинален ток до 0,5 A и волтметри и двете намотки на устройството са свързани последователно, а в амперметрите с граници на измерване над 0,5 A - паралелно.

Разширяването на границите на измерване на електродинамичните амперметри се осигурява чрез разделяне на неподвижната намотка на секции, което ви позволява да промените обхвата на измерване на устройството наполовина, както и използването на DC измервателни шунтове и измерващи токови трансформатори при измерване в AC вериги.

Разширяването на границите на измерване на електродинамичните волтметри се постига чрез използване на допълнителни резистори, а при измерване в променливотокови вериги, освен това, чрез измерване на трансформатори на напрежение.

Фигура: 1. Схеми за включване на еднофазен ватметър: a - директно в мрежата, b - чрез измервателни трансформатори на напрежение и ток.

Сред електродинамичните измервателни уреди най-широко разпространен е ватметър (фиг. 1, а), при който фиксирана намотка с малък брой завъртания на дебел проводник е свързана последователно във веригата, а подвижна свързана към вградена в корпус или към външен допълнителен резистор - успоредно на онзи участък от веригата, в който се измерва мощността. За да отклоните стрелката на ватметъра в необходимата посока, следвайте правилата за включване на устройството: електрическата енергия трябва да постъпва в устройството от страната на клемите на генератора на намотките, които са маркирани на устройството със "*".

Скалата на всеки ватметър показва номиналното напрежение и ток, за които е предназначено устройството. Ако е необходимо, е позволено да се подадат напрежение и ток до 120% от номиналните им стойности в рамките на 2 часа. Някои електродинамични ватметри имат превключващи се обхвати на измерване както за номинално напрежение, така и за номинален ток, например 30/75/150/300 V и 2,5/5 A.

Разширяването на скалата на електродинамичните ватметри за ток се извършва по същия начин, както при електродинамичните амперметри, а разширяването на скалата за напрежение е подобно на електродинамичните волтметри. Ако електродинамичният ватметър е включен чрез измервателни трансформатори на напрежение и ток (фиг. 1, б), измерената мощност се намира по формулата

където K u и Ki са номиналните коефициенти на трансформация на трансформаторите за измерване на напрежение и ток, C W е константата на ватметъра, α е броят на деленията, отчетени от устройството.

Когато електродинамичният фазомер е свързан към веригата на променлив ток (фиг. 2), е необходимо да се гарантира, че проводниците, подаващи енергия към устройството, са свързани към скобите на генератора, маркирани на устройството със "*". Такава директна връзка е възможна, ако мрежовото напрежение съответства на номиналното напрежение на фазомера и токът на товара не надвишава номиналния му ток. текущ.

На неговата скала са показани номиналното напрежение и ток на фазомера, където има и обозначения: "IND" за частта от скалата, съответстваща на тока, изоставащ от напрежението, и "EMC" за съответната част на скалата към водещия ток. В случай, че напрежението и токът на веригата надвишат съответното номинално напрежение и ток на фазомера, той трябва да се включи чрез съответните трансформатори за измерване на напрежение и ток.

Фигура: 2. Схема на включване на фазомера.

Феродинамичните устройства са подобни на електродинамичните устройства, но се различават от тях в усилено магнитно поле на неподвижна намотка поради магнитно ядро, направено от феримагнитен материал, което увеличава въртящия момент, увеличава чувствителността, отслабва ефекта на външните магнитни полета и намалява мощността консумация на електрическа енергия. Точността на феродинамичните измервателни уреди е по-ниска от точността на електродинамичните уреди. Те са подходящи за използване на променливотокови вериги с честота от 10 Hz до 1,5 kHz.

Фигура: 3. Схематична диаграма на феродинамичен честотомер

Фигура: 4. Схема за свързване на честотомер: a - директно в мрежата, b - чрез допълнително съпротивление

Феродинамичните честотомери обикновено са свързани към мрежа с променливо напрежение паралелно или чрез допълнително устройство за дистанционно управление (фиг. 4, а, б), което представлява електрическа верига с резистори, индуктивни намотки и кондензатори, разположени в отделен корпус. Когато включвате честотомера, трябва да проверите дали мрежовото напрежение съответства на номиналното напрежение на устройството, което е посочено на скалата му. Феродинамичните честотомери също се произвеждат без допълнителни устройства за няколко номинални напрежения, всяко от които съответства на конкретна скоба на устройството и обща скоба, маркирана със "*".