Электромагнитные измерительные приборы. (эмп)

Принцип действия ЭМП состоит во взаимодействии магнитного поля, создаваемого неподвижной катушкой, по которой протекает измеряемый электрический ток, с ферромагнитным сердечником, укрепленным на оси. На рис. 3.4 показана одна из наиболее распро­страненных конструкций электромагнитных приборов. Здесь к ка­тушке, содержащей обмотку из покрытого лаком медного провода и имеющую воздушный зазор, подается измеряемый ток I. Под дейст­вием этого тока вокруг катушки

возникает магнитное поле, которое заставляет втягиваться в воздушный зазор ферромагнитный сердеч­ник, укрепленный на оси. В результате на этой оси возникает вра­щающий момент, который возрастает с увеличением значения тока. Противодействующий момент создается спиральными пружинами. Для успокоения подвижной системы прибора к его оси жестко при­соединяется воздушный успокоитель.Конструкция ЭМП: 1 — катушка; 2—стрелка; 3— шкала; 4— подпятник; 5— противовес; б— спиральная пружина; 7-воздушный успокоитель 8 — ферромагнитный сердечник; 9 — ось

В статике угол поворота φ оси и закрепленной на ней стрелки опи­сывается выражением φ = k_L I², где k_L — постоянный коэффициент, зависящий от конструкции прибора.

Шкала ЭМП квадратичная. В начале она сжата, а в конце растянута.

Угол поворота не зависит от направления тока в катушке, поэтому электромагнитные приборы пригодны для измерения в цепях постоянного и переменного тока, причем при из­мерении переменного синусоидального тока угол поворота стрелки зависит от среднеквадратического значения этого тока.

ЭМП чаще используют для измерений переменного тока и напряжения. Для расширения диапазона измерений их применяют в комплекте с измерительным трансформатором тока или напряжения.

Достоинства ЭМП: пригодность работы на постоянном и переменном токе, простота и надежность конструк­ции.

Недостатки: неравномерная шкала, чувствительность к внешним магнитным полям и большая собственная потребляемая мощность.

Электромагнитные амперметры выпускают с диапазоном изме­рений от 0—100 мА до 0—500 А, а в сочетании с измерительным транс­форматором тока — до 0—15 кА. У электромагнитных вольтметров диапазон измерений от 0—7,5 до 0—750 В, а в сочетании с измери­тельным трансформатором напряжения — до 0—15 кВ. Рабочая частота может составлять 50, 200, 800, 1000 и 1500 Гц. Классы точности электромагнитных приборов 1—2,5.

;

15

Цифровые электронные приборы

ВПУ-входное преобр.устр.-во: преобр. напряжение к нужной форме.

СС-схема сравнения

УИ-упр. импульс

ГЛИН- генератор линейно изменяющегося напряжения (компаратор)

ГСЧ – генератор стандартной частоты.

Достоинства:высокая точность, удобство считывания показаний, универсальность.

Недостаток: сложность, высокая стоимость, нуждается в источнике питания.

17. опыт холостого хода – работа трансформатора без нагрузки.

U₁≤U_H (U₁ от 0 до U_H); W→ Р₁=Р₀ (потери в стали);

V₁; V₂→ U₁; U₂ k_U= U₁/U₂ ;

mA →I _xx ; Z _xx=U_H/I_xx ; P=U*I = U²/r = I²r

Z _xx=U_H/I_xx ; r_xx = U_H ²/P₀ → X_Lxx

I_Axx = U_H/r_xx ; I_Pxx

ОКЗ

I₁≤ I_1H (I₂ ≤ I_2H)

W→ P₁ = P_k (потери в стали)

A₁ I₁ , A₂ I₂ → k = I₁/ I₂

Z_кз = U₁/I_1Н

I _1акз= U₁/ Z_кз

Z_кз→ r₁ ; X_Lp1 ; r₂ ; X_Lp2→ r₁ ; X_Lp1

Рабочий режим

U₁ = U_H ; I≤ I_H ; I от 0 до I_H

W→ P₁ = P₂ +P_потерь

V₁; V₂ → U₁ ; U₂ ; K_L = I₁ /I₂

A₁; A₂→ I₁; I₂ ; K_I = I₁ / I₂

КПД = P₂/ P₁ = I₂ U₂ / P₁

18

Трехфазные трансформаторы

 Трехфазный трансформатор может быть составлен из трех одинаковых однофазных; в этом случае он называется групповым. Первичные обмотки трех однофазных трансформаторов соединяют между собой по одной из трехфазных схем, так же как и вторичные обмотки.

Групповые трехфазные трансформаторы применяют при очень больших мощностях (3x630 ква и выше). Это объясняется тем, что каждый однофазный трансформатор группы меньше по габаритам и массе, чем один трехфазный трансформатор на полную мощность группы. Однако групповой трансформатор несколько дороже трехфазного трансформатора на ту же мощность, занимает больше места и имеет меньший к. п. д.Трехфазные трансформаторы со связанной магнитной системой выполняются главным образом стержневыми (рис. 2). Получение такого магнитопровода можно представить себе следующим образом. Три одинаковых однофазных трансформатора выполнены так, что их первичные и вторичные обмотки размещены на одном стержне сердечника магнитопровода, а другой стержень каждого трансформатора не имеет обмотки. Если эти три трансформатора расположить так, чтобы стержни, не имеющие обмоток, находились рядом, то три стержня можно объединить в один — нулевой.

Через объединенный стержень будут замыкаться магнитные потоки трех однофазных трансформаторов, которые равны по величине и сдвинуты по фазе на одну треть периода. Так как сумма трех равных по амплитуде и сдвинутых по фазе на 1/3 периода магнитных потоков равна нулю в любой момент времени (Фа + Фb + Фс = 0), то в объединенном стержне нет магнитного потока и надобность в этом стержне отпадает.

Таким образом, для магнитопровода достаточно иметь три стержня, которые по конструктивным соображениям располагаются в одной плоскости. На каждом стержне трехфазного трансформатора размещаются обмотки высшего и низшего напряжения одной фазы. Стержни соединяются между собой ярмом сверху и снизу. Длина магнитных линий потока среднего стержня меньше, чем крайних стержней. Поэтому магнитный поток среднего стержня встречает на своем пути меньшее магнитное сопротивление, чем магнитные потоки крайних стержней. Следовательно, в фазе, обмотка которой помещена на среднем стержне, протекает меньший намагничивающий ток, чем в фазах, обмотки которых помещены на крайних стержнях

Трехфазный броневой трансформатор (рис. 12-5) можно рассматривать как три однофазных броневых трансформатора, поставленные рядом или друг над другом. При этом средняя фаза имеет

обратное включение относительно крайних, чтооы в соприкасающихся частях магнитной системы потоки фаз складывались, а не

вычитались.

Схемы соединения обмоток трехфазных трансформаторов. В большинстве случаев обмотки трехфазных трансформаторов соединяются либо в звезду, либо в треугольник, либо зигзаг.