Электромагнитный фазометр

Трехфазный фазометр типа ЭНФ имеет две неподвижные катушки тока А и С (рис. 3.6.6) и одну неподвижную катушку напряжения В, в цепь которой включен добавочный резистор R_д. На одной оси со стрелкой укреплен Z-образный стальной сердечник из двух лепестков, соединенных трубкой. Катушка напряжения создает пульсирующее магнитное поле, линии которого замыкаются через лепестки сердечника. Магнитная индукция в точках пересечения оси с плоскостью лепестков изменяется по закону синуса . Катушки тока расположены под углом 120. Токи _А и _С создают вращающееся поле. Вектор магнитной индукции в точках, расположенных на оси катушек, вращается с угловой скоростью  = 2  Т.

Под влиянием вращающегося поля подвижный сердечник займет положение, при котором магнитная энергия поля измерительного механизма будет наибольшей. Это соответствует положению лепестков сердечника в направлении вектора индукции вращающегося поля в момент максимума индукции пульсирующего поля. Разным фазным углам сдвига тока относительно напряжения соответствуют разные пространственные положения оси вращающегося поля в момент максимума индукции пульсирующего поля, разными будут и положения сердечника. По углу поворота подвижной части определяют фазный угол сдвига в цепи трехфазного тока.

Фазоуказатель

Для определения последовательности фаз трехфазной цепи применяют фазоуказатели. Один из них (типа И 517) состоит из трех маленьких катушек, соединенных звездой. Над сердечниками катушек расположен алюминиевый диск, который может вращаться.

Соединение зажимов прибора с проводами сети (рис. 3.6.7) вызовет вращение диска, так как катушки создадут бегущее поле, которое, пересекая диск, увлечет его в сторону вращения поля. Если диск вращается в направлении, указанном стрелкой, то последовательность фаз соответствует последовательности расположения зажимов.

Тема 3.7 Измерение частоты переменного тока

Студент должен

знать:

• приборы для измерения;

• схемы подключения приборов;

• основные параметры приборов;

уметь:

• выбирать предел измерения прибора;

• подключать прибор для измерения физической величины.

Электродинамические и ферродинамические частотомеры. Электромагнитный частотомер. Вибрационный частотомер. Схемы подключения.

Рис. 3.7.1 Электродинамический частотомер: а – схема, б – векторная диаграмма

Рис. 3.7.2 Схема электромагнитного частотомера: а – схема, б – кривые токов в параллельных ветвях

Рис. 3.7.3 Схема выпрямительного частотомера

Материал для изучения

Электродинамические и ферродинамические частотомеры

Схема электродинамического частотомера и векторная диаграмма приведены на рис. 3.7.1,а и б. Параметры цепи (С₂) одной катушки логометра подбирают так, чтобы угол сдвига фаз между током I₂ и напряжением U был близким к 90º. Параметры цепи (R₁, L₁, С₁) неподвижных катушек логометра и включенной последовательно с ней второй подвижной катушки подбирают так, чтобы был резонанс напряжений при частоте, равной среднему значению диапазона измеряемых частот. В приборе действуют два момента, направленные навстречу друг другу. Эти моменты могут быть представлены так:

; ,

где  - угол сдвига фаз между токами I₁ и I₂.

При резонансе  = 0, соs  = соs /2 = 0 и М₂ = 0. Под действием момента М₁ подвижная часть повернется до совпадения плоскостей неподвижных 3 и подвижной 2 катушек. При таком положении подвижной части оба момента, действующие на подвижную часть, будут равны 0. При изменении частоты будет изменяться угол  (рис. 15.1,б) и равенство моментов наступит при другом положении подвижной части, которое, очевидно, будет зависеть от значения измеряемой частоты. Следовательно, шкала прибора может быть отградуирована в герцах.

Частотомеры обычно имеют класс точности 2,5. Пределы измерения частоты составляют  10 % среднего значения частоты (50 и 200 Гц).