1.11. Измерительные трансформаторы

Измерительные трансформаторы служат для включения эл. измерительных приборов в цепи переменного тока. Они с одной стороны, изолируют приборы от ВН., а с другой – расширяют пределы измерения. Они разделяются на ТН. и ТТ.

ТН (трансформаторы напряжения) служат для включения вольтметров, частотомеров и катушек напряжения ваттметров, счетчиков, фазометров.

Т.к. сопротивление вольтметров или катушек напряжения других приборов велико, то ТН. работает в режиме х.х., при котором достаточно точно соблюдается соотношение, что необходимо для точности измеренияпо известному.

ТТ. (трансформаторы тока) служат для включения амперметров и токовых катушек любых других приборов.

Вторичная обмотка ТТ. замкнута на амперметр, имеющий малое сопротивление. Следовательно, ТТ. работает в режиме К.З. можно пренебречь намагничивающим током и с большей точностью считать, что; это необходимо для точного определенияпо известному. Чтобы уменьшить, вносящий погрешность в измерения, сердечники Т.Т. выполняют с малым насыщением.

Для Т.Т. опасен разрыв вторичной обмотки в рабочем режиме – появляется ВН, возможен «пожар в стали».

- уравновешивает иопределяется током. При отсутствиимагнитный потоквызывается одним током, а он много больше.

Вторичные обмотки НТ тщательно изолируются от первичных и для безопасности заземляются.

Номинальные данные для вторичных обмоток:

Т.Н. – 100 в; Т.Т. – 5 а.

Показания электроизмерительных приборов, включенных во вторичные цепи ИТ, должны умножаться на соответствующие коэффициенты трансформации по напряжению или по току, или по тому и другому (при замере мощности, энергии). Например, при замере (акт. мощности) стрелка ваттметра показала n=50 дел;

ТН - , ТТ -; тогда

=Вт.

Приведём принципиальные схемы включения измерительных приборов в однофазную и трехфазную сеть через ТН и ТТ.

2. Асинхронные двигатели

2.1. Вращающееся магнитное поле

В машинах переменного тока и ряде электрических измерительных приборов (напр., индик. счетчик электрической энергии) используется вращающееся магнитное поле.

Наиболее качественное круговое вращающее поле можно получить с помощью трех катушек, оси которых сдвинуты в пространстве на угол, если питать их симметричной трехфазной системой токов.

Вектор магнитной индукции каждой катушки может быть направлен только от её оси. Поэтому: ;;. Величины,,, определяются токами в катушках (они им пропорциональны, поскольку среда неферромагнитная или слабо насыщенная магнитом).

.

.

.

Заменяя в этих выражениях синусы по формуле Эйлера, и суммируя векторы ,,, получим результирующее поле.

.

=.

.

.

=.

Подчеркнутые единичные вектора в сумме дают ноль, ибо составляют симметрическую систему: .

Итак: . (*)

Вектор суммарной магнитной индукции , равную, равномерно вращается в отрицательном направлении (по часовой стрелке) с угловой скоростьюω.

Направления вращения совпадает с чередованием тока в фазах (катушках). Аналогично можно показать, что если катушки питать трехфазной системой токов обратной последовательности, направление вращения поля будет противоположным. Для перехода от системы токов одной последовательности к системе токов другой последовательности достаточно поменять местами подключение двух любых фаз. Этим широко пользуются на практике для изменения направления вращения двигателей переменного тока.

Угловая скорость вращения магнитного поля численно совпадает с угловой частотой переменного тока, питающего катушки, только в простейшем случае, когда p=1. При большем числе катушек (6, 9, 12…) и более сложной схеме их соединения число пар полюсов может оказаться иным (р=2, 3, 4…). Тогда

Круговое магнитное поле получается при симметричной системе токов и при симметричном расположении одинаковых катушек. Если хотя бы одно из этих условий не выполняется, то поле будет круговым. Оно может быть, например, эллиптическим.

Вращающееся магнитное поле может быть получено и на однофазном токе от системы из двух катушек. Непременным условием его получения является сдвиг по фазе между токами в катушках и расположение катушек под углом друг к другу.