7.6. Индукционная система. 7.7. Измерение тока и напряжения

7. 6. Индукционная система

Принцип действия индукционных приборов основан на взаимодействии переменного магнитного поля с вихревыми токами индуцируемыми полем в алюминиевом подвижном диске или цилиндре. Однофазный индукционный счетчик имеет две катушки с сердечниками: токовую катушку (рис. 7. 6), рис 7. 8. (3) навивают толстым проводом на стальной сердечник и включают последовательно с нагрузкой. Магнитный поток Ф₁ в ней пропорционален току нагрузки. Магнитный поток Ф₂ создается катушкой напряжения (рис. 7. 7), рис. 7. 8. (2), которую навивают большим числом витков тонкого провода на стальной сердечник. Индуктивное сопротивление этого электромагнита несравненно больше активного, поэтому данную цепь можно считать чисто индуктивной (ток в катушке напряжения отстает по фазе на π /2). Таким образом, счетчик состоит из двух электромагнитов и подвижного алюминиевого диска.  

                     

Рис. 7. 6                                                                      Рис. 7. 7

 

 

Рис. 7. 8. Устройство индукционного счетчика: 1 – сердечник; 2 – катушка напряжения; 3 – токовая катушка; 4 – алюминиевый диск; 5 – ось диска; 6 – тормозящий магнит.

Общий вид индукционного счетчика и расположение сил – на рис. 7. 9.

Вращающий момент, действующий на диск, определяется выражением:

                                           7. 8

где Ф_U – часть магнитного потока, созданного обмоткой напряжения и проходящего через диск счетчика; Ф_I – магнитный поток, созданный обмоткой тока; – угол сдвига между Ф_U и Ф_I.

Рис. 7. 9

 

Магнитный поток Ф_U пропорционален напряжению Ф_U = k₂U. Магнитный поток Ф_I пропорционален току: Ф_I = k₃I.

Для того чтобы счетчик реагировал на активную энергию, необходимо выполнить условие:

sin y = cos φ.

В этом случае

                               7. 9

т. е. вращающий момент пропорционален активной мощности нагрузки.
Противодействующий момент создается тормозным магнитом – 6 (рис. 7. 8) и пропорционален скорости вращения диска:

                                                7. 10

В установившемся режиме , и диск вращается с постоянной скоростью. Приравнивая два последних уравнения и решив полученное уравнение относительно угла поворота диска

Таким образом, угол поворота диска счетчика пропорционален активной энергии. Следовательно, число оборотов диска n тоже пропорционально

 

7. 7. Измерение тока и напряжения

Измерение тока производится прибором, называемым амперметром.
Существуют четыре схемы включения амперметра в цепь. Верхние две (рис. 7. 10) предназначены для измерения постоянного тока, а две нижние схемы – для измерения переменного тока.

Рис. 7. 10. Схемы измерения тока А – амперметр; R, Z – нагрузка цепи; R_ш – сопротивление шунта; ИТТ – измерительный трансформатор тока

 

Схемы с R_ш и ИТТ применяются в тех случаях, когда номинальные данные амперметра меньше измеряемой величины тока. В этом случае при определении истинного значения тока нужно учитывать коэффициент преобразования:

I_ИСТ = I_ИЗМk_пр,                                                               7. 11

 

где I_ист – истинное значение тока, I_изм – измеренное значение тока, k_пр – коэффициент преобразования. Измерение напряжения производится вольтметром. Здесь также возможны четыре различных схемы подключения прибора (рис. 7. 11). Верхние две схемы имеют полярность и подключаются постоянному напряжению, а нижние к переменному.

Рис. 7. 11. Схемы измерения напряжения V – вольтметр; R, Z – нагрузка цепи; R_доп – дополнительное сопротивление; ИТН – измерительный трансформатор напряжения.

 

В этих схемах также используются методы расширения пределов измерения напряжения (вторая (R_доп) и четвертая (ИТН) схемы).

 

⇐ Предыдущая15161718192021222324Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: