Електродинамични и феродинамични измервателни уреди

Електродинамичните и феродинамичните устройства се основават на принципа на взаимодействие на токове на различни намотки, от които едната е неподвижна, а другата може да промени позицията си спрямо първата. Електрическата енергия се подава към подвижната намотка на устройството чрез спирални пружини или проводници.

Електродинамичните и феродинамичните измервателни устройства се използват за измерване на ток, напрежение, мощност и други електрически величини на постоянни и променливи токове. Скалите на волтметрите и амперметрите са неравномерни, а ватметрите са практически еднакви.

Електродинамични устройства осигуряват най -висока точност при измерване във вериги с променлив ток с честота до 20 kHz, но те не понасят претоварване, различават се по значителна консумация на електрическа енергия и техните показания се влияят от външни магнитни полета.

За да се намали това влияние в устройства с висок клас на точност, се използват екраниране и астатична конструкция на измервателната система. Цената на електродинамичните устройства е висока.

Скалата на електродинамичните измервателни уреди често се разделя на раздели, без да се посочват стойностите на тези разделения в измерени единици. В този случай константата на устройството, т.е. броят на измерените единици, съответстващи на едно деление на скалата, се намира по формулите:

за волтметър

за амперметър

за ватметър

където Uном и Азном — съответно номинално напрежение и ток на устройството, αmah- общият брой отдели на скалата.

В електродинамичните амперметри за номинален ток до 0,5 A и волтметри и двете намотки на устройството са свързани последователно помежду си, а в амперметри с обхват на измерване над 0,5 A — паралелно.

Разширяването на границите на измерване на електродинамичните амперметри се осигурява чрез разделяне на неподвижната намотка на секции, което ви позволява да промените обхвата на измерване на устройството наполовина, както и да използвате измервателни шунтове на постоянен ток и измервателни токови трансформатори при измерване в вериги с променлив ток.

Разширяването на границите на измерване на електродинамични волтметри се постига чрез използване на допълнителни резистори, а при измерване в променливотокови вериги, в допълнение, с помощта на измервателни трансформатори на напрежение.

Ориз. 1. Схеми за свързване на еднофазен ватметър: а — директно в мрежата, б — чрез измервателни трансформатори на напрежение и ток.

Сред електродинамичните измервателни уреди най-широко разпространен е ватметър (фиг. 1, а), при който фиксирана намотка с малък брой завои от дебел проводник е свързана последователно във веригата, а подвижна- свързана към вграден в корпус или към външен допълнителен резистор — успоредно на този участък от веригата, в който се измерва мощността. За да отклоните стрелката на ватметъра в необходимата посока, трябва да се спазват правилата за включване на устройството: електрическата енергия трябва да постъпва в устройството отстрани на клемите на генератора на намотките, които са маркирани на устройството с „*“.

Скалата на всеки ватметър показва номиналното напрежение и ток, за които е предназначено устройството. Ако е необходимо, е разрешено в рамките на 2 часа да се доведе напрежението и тока до 120% от номиналните им стойности.Някои електродинамични ватметри имат променливи диапазони на измерване както за номинално напрежение, така и за номинален ток, например 30/75/150/300 V и 2,5/5 A.

Разширяването на текущата скала на електродинамичните ватметри се извършва по същия начин, както при електродинамичните амперметри, а разширяването на скалата на напрежението е подобно на електродинамичните волтметри. Ако електродинамичният ватметър е включен чрез измервателни трансформатори на напрежение и ток (фиг. 1, б), измерената мощност се намира по формулата

където К.ти и Ки —номинални съотношения на трансформация, съответно, на измервателни напрежение и токови трансформатори, ° СW — константа на ватметър, α — броят на деленията, отчитани от устройството.

При включване електродинамичен фазомер във веригата на променлив ток (фиг. 2) е необходимо да се гарантира, че проводниците, доставящи енергия към устройството, са свързани към клемите на генератора, маркирани на устройството с „*“. Такава директна връзка е възможна, ако мрежовото напрежение съответства на номиналното напрежение на фазомера и токът на натоварване не надвишава номиналния му ток. текущ.

Номиналното напрежение и ток на фазомера са показани в неговата скала, където има и обозначения: «IND» за частта от скалата, съответстваща на тока, изоставащ от напрежението, и «EMK» за частта от скалата, съответстваща към водещия ток. В случай, че напрежението и токът на веригата надвишават съответното номинално напрежение и ток на фазомера, той трябва да бъде включен чрез съответните измервателни напрежение и токови трансформатори.

Ориз. 2. Схема на включване на фазомера.

Феродинамични устройства са подобни на електродинамичните устройства, но се различават от тях в засилено магнитно поле на неподвижна намотка поради магнитно ядро, изработено от феримагнитен материал, което увеличава въртящия момент, повишава чувствителността, отслабва влиянието на външните магнитни полета и намалява консумацията на електроенергия енергия. Точността на феродинамичните измервателни уреди е по -ниска от точността на електродинамичните инструменти. Те са подходящи и за използване на вериги с променлив ток с честота от 10 Hz до 1,5 kHz.

Ориз. 3. Схематична диаграма на феродинамичен честотомер

Ориз. 4. Схема на включване на честотомера: а — директно в мрежата, б — чрез допълнителното съпротивление

Феродинамичните честотомери обикновено са свързани към мрежа с променливо напрежение паралелно или чрез допълнително устройство за дистанционно управление (фиг. 4, а, б), което представлява електрическа верига с резистори, индуктивни бобини и кондензатори, разположени в отделен корпус. Когато включвате честотомера, трябва да проверите дали мрежовото напрежение съответства на номиналното напрежение на устройството, което е посочено в неговата скала. Феродинамичните честотомери също се произвеждат без допълнителни устройства за няколко номинални напрежения, всяко от които съответства на специфична скоба на устройството и обща скоба, маркирана с «*».