4.2. Прилади електромагнітної системи

Це прилади, в яких обертаючий момент виникає в результаті взаємодії поля електромагніта з феромагнітним сердечником.

Існують три конструкції електромагнітних вимірювальних механізмів: із плоскою котушкою (рис. 4.5, а), із круглою котушкою (рис. 4.5, б) і із замкнутим магнітопроводом (рис. 4.5, в). Із назвиних механізмів останній є найбільш досконалим.

Будова механізму із плоскою котушкою:

1 - неферомагнітний каркас із котушкою з товстого дроту;

- феромагнітний сердечник (пластина);

- вісь із опорами.

Будова механізму із круглою котушкою: 2 - рухомий сердечник;

- стрілка;

6 - нерухомий сердечник.

Будова механізму із замкнутим магнітопроводом:

- котушка;

- рухомий сердечник з магнітом'якої сталі або пермалоя;

- нерухомий магнітопровід; 4,5- полюсні наконечники.

а)         б) в)

Рис. 4.5 - Будова механізмів приладів електромагнітної системи а - із плоскою котушкою; б - із круглою котушкою; в - із замкнутим магнітопроводом

Принцип дії

Принцип дії електромагнітних вимірювальних приладів розглянемо на прикладі механізму із плоскою котушкою (рис. 4.5, а). Вимірюваний струм, що протікає через котушку 1, створює намагнічуючу силу, ця сила затягує феромагнітний сердечник 2 всередину котушки, що викликає поворот стрілки приладу.

Для створення протидіючого моменту використовуються протидіючі пружини (як показано на рис. 4.5, б) або розтяжки. Для зупинення коливань рухомої частини в електромагнітних вимірювальних механізмах зазвичай використовують повітряні або рідинні заспокоювачі.

Рівняння шкали

де W - енергія, створювана протидіючими пружинами або розтяжками; L -індуктивність котушки; А - стала приладу, залежна від питомого протидіючого моменту, конструкції й розмірів котушки та магнітної проникності середовища, що знаходиться усередині котушки; S = A ■ I - чутливість електромагнітного приладу.

Із рівняння шкали видно, що кут відхилення стрілки залежить від квадрата струму, тому приладами електромагнітної системи можна вимірювати як постійний струм, так і змінний. Електромагнітні вимірювальні механізми використовуються в амперметрах і вольтметрах.

Переваги

Простота конструкції.

Можуть вимірювати більші струми, тому що котушки нерухомі та їх можна намотати провідником великого січення.

Витримують як короткочасні, так і тривалі навантаження.

Можуть працювати в колах постійного і змінного струму.

Недоліки

Нерівномірність шкали і відносно низька чутливість при вимірюваннях малих струмів.

Залежність показників приладу від впливу зовнішніх магнітних полів.

Низький частотний діапазон вимірювань.

Велике власне споживання енергії.

Промисловість випускає: переносні амперметри класу точності 0,5 з верхньою межею вимірювань від 10мА до 10А на частоти до 1500 Гц; щитові однограничні амперметри класів точності 1,0; 1,5; 2,5 на струми до 300 А з вбудованими трансформаторами струму; переносні вольтметри класу точності 0,5 з верхньою межею вимірювань від 1,5 до 600 В; щитові вольтметри класів точності 1,0; 1,5; 2,5 з верхніми межами вимірювань від 0,5 до 600 В безпосереднього включення і до 450 кВ із трансформаторами напруги на різні фіксовані частоти від 50 до 1000 Гц.

Логометр електромагнітної системи

Широкого використання на змінному струмі набули електромагнітні логометри. Електромагнітні логометричні механізми бувають двохмоментні й трьохмоментні.

Двохмоментний логометр електромагнітної системи (рис. 4.6), складається із двох нерухомих котушок і двох сердечників, закріплених на одній осі. Котушки зі струмами й сердечниками закріплені так, що при збільшенні кута повороту а і зміні положення сердечників щодо котушок індуктивність однієї котушки зростає, а іншої спадає. Обертаючі моменти, що діють на сердечники, спрямовані в протилежні боки. Для статичної рівноваги, при якій обертаючі моменти, створювані першою й другою котушками, рівні М1=М2, можна записати:

dL т2 1 dL2 т2 I, / ч

da 2 da I2

де L1 і L2, I1 і I2 - відповідно індуктивності та струми першої та другої котушок.

Рис. 4.6 - Будова двохмоментного магнітоелектричного логометра

Електромагнітні вимірювальні логометричні механізми використовуються в фазометрах і частотомірах, але менш поширені, ніж логометри магнітоелектричної й електродинамічної систем.


Авторы: 239 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 268 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я