Elektrodynamiske og ferrodynamiske måleinstrumenter

Elektrodynamiske og ferrodynamiske enheder er baseret på princippet om interaktion mellem strømme af forskellige spoler, hvoraf den ene er stationær, og den anden kan ændre sin position i forhold til den første. Elektrisk energi leveres til enhedens bevægelige spole via spiralfjedre eller ledninger.

Elektrodynamiske og ferrodynamiske måleapparater bruges til at måle strøm, spænding, effekt og andre elektriske mængder af jævn- og vekselstrøm. Skalaerne for voltmetre og amperetre er ujævne, og wattmetre er praktisk talt de samme.

Elektrodynamiske enheder giver den højeste nøjagtighed ved måling i vekselstrømkredsløb med en frekvens på op til 20 kHz, men de tolererer ikke overbelastning, adskiller sig i betydeligt forbrug af elektrisk energi, og deres aflæsninger påvirkes af eksterne magnetfelter.

For at reducere denne påvirkning i apparater med en høj nøjagtighedsklasse, anvendes afskærmning og astatisk konstruktion af målesystemet. Omkostningerne ved elektrodynamiske enheder er høje.

Skalaen af ​​elektrodynamiske måleinstrumenter er ofte opdelt i divisioner uden at angive værdierne af disse divisioner i måleenheder. I dette tilfælde vil apparatkonstanten, dvs. antallet af målte enheder svarende til en division af skalaen findes ved formlerne:

for et voltmeter

for et amperemeter

til wattmåler

hvor Unom og Aznom — enhedens nominelle spænding og strøm, henholdsvis αmah — det samlede antal divisioner af skalaen.

I elektrodynamiske amperetre for nominel strøm op til 0,5 A og voltmetre er begge viklinger af enheden forbundet i serie med hinanden og i amperemeter med et måleområde på mere end 0,5 A - parallelt.

Udvidelse af målegrænserne for elektrodynamiske amperetre er tilvejebragt ved at opdele den stationære spole i sektioner, hvilket giver dig mulighed for at ændre enhedens måleområde i halve, samt bruge måle shunts af jævnstrøm og målestrømtransformere ved måling i vekselstrømkredsløb.

Udvidelse af målegrænserne for elektrodynamiske voltmetre opnås ved at bruge yderligere modstande, og ved måling i vekselstrømkredsløb desuden ved hjælp af spændingsmåletransformatorer.

Ris. 1. Skemaer til tilslutning af en enfaset wattmeter: a — direkte i netværket, b — gennem spændings- og strømmåletransformatorer.

Blandt de elektrodynamiske måleanordninger er den mest udbredte et wattmeter (fig.1, a), hvor en fast spole med et lille antal vindinger af en tyk ledning er forbundet i serie i kredsløbet, og en bevægelig - forbundet til et indbygget hus eller til en ekstern ekstra modstand - parallelt med den del af kredsløbet, hvor effekten måles. For at afbøje wattmeterpilen i den krævede retning, skal reglerne for at tænde enheden overholdes: elektrisk energi skal komme ind i enheden fra siden af ​​generatorterminalerne på viklingerne, som er markeret på enheden med "*" .

Skalaen på hvert wattmåler angiver den nominelle spænding og strøm, som enheden er designet til. Om nødvendigt er det tilladt at bringe spændingen og strømmen op på 120 % af deres nominelle værdier inden for 2 timer Nogle elektrodynamiske wattmetre har variable måleområder for både nominel spænding og nominel strøm, for eksempel 30/75/150 /300 V og 2,5/5 A.

Nuværende skalaudvidelse af elektrodynamiske wattmetre udføres på samme måde som elektrodynamiske amperemetre, og spændingsskalaudvidelse svarer til elektrodynamiske voltmetre. Hvis det elektrodynamiske wattmåler tændes gennem spændings- og strømmåletransformatorer (fig. 1, b), findes den målte effekt ved formlen

hvor K.ti og Ki — nominelle transformationsforhold for henholdsvis målespændings- og strømtransformatorer, ° СW — wattmeterkonstant, α — antallet af divisioner, der aflæses af enheden.

Når den er tændt elektrodynamisk fasemåler i AC-kredsløbet (fig.2) det er nødvendigt at sikre, at ledningerne, der leverer strøm til enheden, er forbundet til generatorterminalerne, der er markeret på enheden med "*". En sådan direkte forbindelse er mulig, hvis netspændingen svarer til faserens nominelle spænding, og belastningsstrømmen ikke overstiger dens nominelle strøm. nuværende.

Fasorens nominelle spænding og strøm er vist på dens skala, hvor der også er betegnelser: «IND» for den del af skalaen, der svarer til strømmen, der halter efter spændingen, og «EMK» for den del af skalaen, der svarer til førende strøm. Hvis kredsløbets spænding og strøm overstiger den tilsvarende nominelle spænding og strøm for faseren, skal den tændes gennem de tilsvarende målespændings- og strømtransformatorer.

Ris. 2. Kredsløbsdiagram af fasemåleren.

Ferrodynamiske enheder ligner elektrodynamiske enheder, men adskiller sig fra dem i et forstærket magnetfelt af en stationær spole på grund af en magnetisk kerne lavet af ferrimagnetisk materiale, som øger drejningsmomentet, øger følsomheden, svækker indflydelsen af ​​eksterne magnetfelter og reducerer forbruget af elektrisk energi. Nøjagtigheden af ​​ferrodynamiske måleinstrumenter er lavere end nøjagtigheden af ​​elektrodynamiske instrumenter. De er også velegnede til brug på vekselstrømkredsløb med en frekvens på 10 Hz til 1,5 kHz.

Ris. 3. Skematisk diagram af en ferrodynamisk frekvenstæller

Ris. 4. Skema til at tænde for frekvensmåleren: a — direkte i netværket, b — gennem den ekstra modstand

Ferrodynamiske frekvensmålere er normalt forbundet til et vekselspændingsnetværk parallelt eller gennem en ekstra fjernbetjeningsenhed (fig.4, a, b), som er et elektrisk kredsløb med modstande, induktive spoler og kondensatorer placeret i et separat hus. Når du tænder for frekvensmåleren, skal du kontrollere, at netspændingen svarer til enhedens nominelle spænding, som er angivet på dens skala. Ferrodynamiske frekvensmålere produceres også uden yderligere enheder til flere nominelle spændinger, som hver svarer til en specifik klemme på enheden og en fælles klemme markeret med «*».