21. Электро- и ферродинамические приборы. Принцип действия, эксплуатационные свойства, расширение пределов измерения, область применения.

Принцип действия электродинамических и ферродинамических приборов практически одинаков. Вращающийся момент в них возникает в результате взаимодействия магнитных полей неподвижных и подвижных(одной или двух) катушек с токами. Различие заключается лишь в том, что в ферродинамических приборах неподвижные катушки расположены на сердечнике из ферромагнитного материала, который набирается из листов электротехнической стали или перемаллоя, что существенно увеличивает магнитный поток, а следовательно и вращающийся момент.

Число подвижных катушек зависит от способа создания противодействующего момента. Если противодействующий момент создается механическим путем с помощью упругого элемента ( пружинки) , то подвижная часть имеет одну катушку. Если противодействующий момент создается электрическим путем, то измерительный механизм включает две подвижные катушки и называется логометром.

Нужная степень успокоения обеспечивается с помощью воздушного или магнитоиндукционного успокоителей.

Расширение пределов измерения электродинамических амперметров обеспечивают разделением неподвижной обмотки на секции, что позволяет изменять диапазон измерений прибора вдвое, а также применением шунтов на постоянном токе и измерительных трансформаторов тока при измерениях в цепях переменного тока.

Расширение пределов измерения электродинамических вольтметров достигается применением добавочных резисторов, а при измерениях в цепях переменного тока, кроме того, использованием измерительных трансформаторов напряжения.

Среди электродинамических измерительных приборов наибольшее распространение получил ваттметр (рис. 1, а), у которого неподвижная обмотка с небольшим числом, витков толстой проволоки включена в цепь последовательно, а подвижная, соединенная со встроенным в корпус или с наружным добавочным резистором — параллельно тому участку цепи, в котором измеряют мощность. Для отклонения стрелки ваттметра в необходимом направлении следует соблюдать правила включения прибора: электрическая энергия должна поступать в прибор со стороны генераторных зажимов обмоток, которые отмечены на приборе знаком «*».

На шкале каждого ваттметра приведены номинальные напряжение и ток, для которых предназначен прибор. При необходимости допускается в течение 2ч напряжение и ток доводить до 120 % их номинальных значений. Некоторые электродинамические ваттметры имеют переключаемые пределы измерения как по номинальному напряжению, так и по номинальному току, например 30/75/150/300 В и 2,5/5 А.

Расширение шкалы электродинамических ваттметров по току осуществляют так же, как у электродинамических амперметров, а расширение шкалы по напряжению — аналогично электродинамическим вольтметрам. Если электродинамический ваттметр включен через измерительные трансформаторы напряжения и тока, измеряемую мощность находят по формуле : K_IP=K_u*K_I*C_вт*α, где Кu и Ki —номинальные коэффициенты трансформации соответственно измерительных трансформаторов напряжения и тока, Cвт — постоянная ваттметра, α — число делений, отсчитанных по прибора.

Ферродинамические частотомеры обычно включают в сеть переменного напряжения параллельно или через добавочное устройство ДУ, представляющее собой электрическую цепь с резисторами, индуктивными катушками и конденсаторами, находящимися в отдельном кожухе. При включении частотомера нужно проверять соответствие напряжения сети номинальному напряжению прибора, которое указано на его шкале. Изготовляют также ферродинамические частотомеры без добавочных устройств на несколько номинальных напряжений, каждому из которых соответствуют определенный зажим прибора и общий зажим, отмеченный знаком «*».

Электродинамические и ферродинамические измерительные приборы применяют для измерения тока, напряжения, мощности и других электрических величин постоянного и переменного токов. Шкалы вольтметров и амперметров — неравномерные, а ваттметров — практически равномерные. Ферродинамические приборы используют в качестве щитовых амперметров, ваттметров и вольтметров, работающих в условиях тряски и вибраций (например, на э. п. с. переменного тока). Кроме того, их применяют в качестве самопишущих приборов, так как они имеют значительный вращающий момент, преодолевающий трение в записывающих устройствах.

Область применения ферродинамических амперметров и вольтметров - измерение переменных токов и напряжений в узком диапазоне частот при тяжелых условиях эксплуатации(тряска,вибрация,удар). Промышленностью до недавнего времени выпускались щитовые и переносные ферродинамические амперметры и вольтметры, работавшие в узком, установленном нормативными документами, диапазоне частот (45-55Гц или 450-550Гц).