Indukčný systém. Zariadenia indukčného systému. Veľká encyklopédia ropy a plynu

Konštrukcia a princíp činnosti.Princíp činnosti indukčných zariadení je založený na interakcii dvoch alebo viacerých premenných magnetických tokov s prúdmi indukovanými v pohybujúcom sa vodiči (napríklad disk). Typickým predstaviteľom tohto systému je klasika indukčné počítadlo- aktívny elektromer.

Zvážte zariadenie a princíp činnosti indukčného jednofázového aktívneho elektromera. Na obr. 3.15 znázorňuje zjednodušený návrh takéhoto nástroja. Hlavnými prvkami zariadenia sú dva magnetické obvody s vlastným vinutím (napätie a prúd), rotačný disk a počítací mechanizmus. Rovnako ako wattmeter, merač obsahuje vinutia pre prúd a napätie. Merač je zapojený do obvodu rovnakým spôsobom ako wattmeter.

Schéma (Obr. 3.16) a vektorový diagram (Obr. 3.17) vysvetľujú princíp činnosti tohto zariadenia.

Zvážte funkciu počítadla na príklade vstupných signálov napätia a prúdu sínusového tvaru s účinnými hodnotami rovnými, resp. Ua I.Vstupné napätie U,napätie aplikované na vinutie 2, vytvára v ňom prúd I u, napätie Ufázový posun blízky 90 ° (kvôli veľkému indukčnému odporu tohto vinutia). prúd I uvytvára magnetický tok F uv stredného jadra napätia magnetického vinutia 1. Tento prúd F u  rozdelené do dvoch prúdov: nepracujúci prúd F u 1 , ktorá sa uzatvára vo vnútri magnetického obvodu 7 ; a hlavné vlákno F u 2 , kríženie disku 6, na osi 7   a otáčaním s ním. Tento hlavný prúd sa uzatvára cez pult. 5 .

Obrázok 3.15. Zjednodušený návrh indukčného jednofázového elektromera

Obr. 3.17. Vektorový diagram

Vstupný prúd japrúd vo vinutí 4, vytvára v magnetickom jadre 3 magnetický tok Fjktorý dvakrát prekríži disk 6. potok Fj  za prúdom   ja  pri malom uhle straty a   Aj,(pretože odpor prúdového vinutia je malý).

Disk tak prechádza dvomi magnetickými tokmi. F u 2 a Fjktoré sa nezhodujú v priestore a majú fázový posun . V tomto prípade sa na disku objaví krútiaci moment. M:

  M = cf Ф U 2   Fjhriech ψ,

kde s- určitú konštantu; f- frekvencia napätia.

Pri práci na lineárnej časti magnetizačnej krivky materiálov magnetických obvodov to môžeme predpokladať

Fj = k 1 ja;  F u 2 = k 2 I u = k 2 U/  Z U,

kde k 1 a k 2 - koeficienty proporcionality; Z u- impedancia napätia vinutia.

Vzhľadom k tomu, že reaktívna (indukčná) zložka odporu napätia vinutia Z uoveľa aktívnejší môžete písať

Z U ≈2π f L U,

kde L u- indukčnosť napätia vinutia. potom

F u 2 = k 2 U/( 2π fL U)  = k 3 U/  F,

kde k 3 = k  2 / (2π L u).

Z toho vyplýva krútiaci moment Mv tomto elektromagnetickom mechanickom systéme možno definovať nasledovne: \\ t

M = kUIsinψ,

kde k- celkový koeficient proporcionality.

Aby bol krútiaci moment úmerný aktuálnemu činnému výkonu, podmienka

A to bude zase vykonané, ak + = 90 °. Táto rovnosť sa dá zabezpečiť zmenou (nastavením) uhla úbytku α   I.Zmena tohto uhla sa realizuje v dvoch stupňoch: zhruba - zmenou počtu skratovaných závitov na magnetickom jadre. 3, a hladko, zmenou odporu pomocného obvodu (tieto konštrukčné prvky nie sú znázornené na obr. 3.15 a 3.16).

To zaisťuje proporcionalitu krútiaceho momentu. Maktuálna hodnota činného výkonu. Aby sa dosiahol výsledok stanovenia spotrebovanej aktívnej energie, postačuje integrovať hodnoty prúdu. Táto integrácia je realizovaná počítacím mechanizmom. 9, s osou 7   šnekový prevod 8.

Trvalý magnet slúži na vytvorenie brzdného momentu a poskytuje uhlovú rýchlosť otáčania úmernú aktuálnej hodnote činného výkonu. Okrem toho v samotnom dizajne existujú prvky, ktoré poskytujú dodatočný krútiaci moment, kompenzačný trecí moment, ako aj prvky na elimináciu „samohybného pohybu“ (nie je znázornené na obr. 3.15 a 3.16).

Zapnite počítadlo.Na obr. 3.18 je schéma zahrnutia jednofázového aktívneho elektromera.

Ak je potrebné pracovať v obvodoch s napätiami a / alebo prúdmi väčšími ako sú menovité hodnoty pre daný merač, použijú sa transformátory napätia a / alebo prúdu. Schéma zapojenia je rovnaká ako v podobnom prípade s wattmetrom.

Obr. 2.18. Jednofázový obvod aktívneho elektromera

Indukčné merače sa používajú aj na meranie jalovej energie. Ich princíp fungovania je podobný tomu, ktorý sa zvažuje. Niektoré rozdiely v dizajne, organizácii spojenia a v dôsledku toho vo vektorových diagramoch nám umožňujú získať rýchlosť otáčania disku úmernú hodnote aktuálneho jalového výkonu.

Menovitá konštanta počítadla.Počet otáčok kotúča na jednotku počítaný elektromerom sa nazýva prevodový pomer merača. Napríklad v cestovnom pase sa hovorí, že „2000 otáčok zodpovedá 1 kW · h“. Inverzný pomer, t.j. energie na otáčku disku nominálny konštantný počítadlo C  nom. Napríklad:

  C  Mr. = 3600 · 1000/2000 = 1800 W · s / r .

vedomím C  Pán a počet otáčok N, môže určiť spotrebovanú aktívnu energiu:

W = C  Mr. N.

Príklad.Hodnota nominálneho konštantného počítadla je známa C  Mr = 1800 W · s / r. Počas sledovaného obdobia bolo zaznamenaných 400 otáčok disku ( N =400). Určite hodnotu aktívnej energie W,spotrebované počas pozorovania:

W =1800 · 400 = 720 000 W · s = 0,2 kW · h.

Triedy presnosti indukčných meračov (dané relatívnou chybou) sú zvyčajne nízke: 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 4.0.

Indikácia indukčného systému na prístrojovej váhe: \\ t

Trojfázové elektromery.Na výpočet celkovej aktívnej a jalovej energie v trojfázových obvodoch sa používajú dvojprvkové a trojprvkové čítače. V takýchto meradlách sa používajú rovnaké konštrukčné prvky (dva alebo tri mechanizmy) ako v jednofázových zariadeniach. Disky (dva alebo tri) sú upevnené na spoločnej osi. Krútiace momenty kotúčov sa zvyšujú a rýchlosť otáčania osi závisí od celkovej spotreby prúdu. Na obr. 3.19 zjednodušené zobrazenie dvojprvkového trojfázového elektromera.

Obr. 2.19. Dvojfázový trojfázový elektromer

Rýchlosť otáčania v tomto prípade je určená súčtom momentov. M 1 a M 2 . Trojfázové elektromery sa spínajú rovnako ako trojfázové wattmetre.

V súčasnosti sa digitálne (mikroprocesorové) elektromery čoraz viac využívajú pri úlohách merania aktívnej energie. Pri úlohách rýchlych technických meraní na odhad spotreby energie pri krátkodobých experimentoch používajte autonómne malé digitálne meracie rekordéry (analyzátory), ktoré majú režim na výpočet aktívnej a jalovej energie alebo umožňujú tieto hodnoty nájsť pomocou počítača a špecializovaného softvéru.

Ukončenie práce -

Táto téma patrí:

ZARIADENIA NA ANALÓGOVÉ ELEKTRICKÉ MERANIE

Na stránke lokality čítajte: ANALOGOVÉ ELEKTRICKÉ MERACIE ZARIADENIA.

Ak potrebujete ďalšie informácie k tejto téme, alebo ste nenašli to, čo ste hľadali, odporúčame použiť vyhľadávanie v našej databáze:

Čo urobíme s výsledným materiálom:

Ak sa vám tento materiál ukáže ako užitočný, môžete ho uložiť na svoju stránku na sociálnych sieťach:

Študent musí

vedieť:

Princíp činnosti meracích systémov;

Hodnota uhla natočenia šípky;

Výhody a nevýhody týchto meracích mechanizmov;

Použitie pri meraniach.

Indukčný merací systém: zariadenie, vektorový diagram, princíp činnosti, krútiaci moment, aplikácia. Elektrostatický systém: zariadenie, uhol natočenia pohyblivej časti, ochrana pred externými elektrickými poľami, aplikácia. Vibračný, rektifikačný, termoelektrický systém. Vlastnosti práce, výhody a nevýhody, aplikácia.

Študijný materiál

Indukčný systém.

Princíp činnosti zariadení indukčného systému je založený na pôsobení rotujúceho, bežiaceho alebo striedavého magnetického poľa striedavého prúdu (vytvoreného jedným alebo niekoľkými stacionárnymi elektromagnetmi) na pohyblivú časť, ktorá je najčastejšie kovovým diskom. Medzi elektromagnety je umiestnený hliníkový disk, ktorý je namontovaný na tej istej osi ako šípka indexu tak, že ich magnetické toky prenikajú na disk a indukujú v ňom EMF a prúdy. Interakcia medzi indukovanými prúdmi a striedavými prúdmi elektromagnov spôsobuje rotáciu disku.

Indukčné zariadenia sú rozdelené na jednosmerný prúd, ktorého krútiaci moment je vytvorený interakciou jediného prúdu a prúdu a mnohonásobným tokom, ktorého krútiaci moment je vytvorený interakciou niekoľkých (najmenej dvoch) prúdov a prúdov.

V jednoprúdových zariadeniach (obr. 2.3.1, a) striedavý magnetický tok vytvorený cievkou 1 preniká do hliníkového disku 3, čo v ňom vyvoláva EMF a prúdy. Disk upevnený na asymetricky umiestnenej osi 2 sa prekrýva (sitá) časťou magnetických siločiar magnetického poľa cievky. Pod vplyvom interakčných síl prietoku a indukovaných prúdov sa disk otáča v smere zmenšovania svojej plochy, ktorá je v oblasti magnetického poľa. Na obr. 2.3,1, bje znázornená schematická schéma najjednoduchšieho dvojprúdového zariadenia s jedným elektromagnetom a medeným sitom. Premenlivý magnetický tok cievky 1 čiastočne prekrýva sito 3 a je rozdelený na dve časti: 1) prenikajúcu časť disku 2, umiestnenú naproti obrazovke, a 2) prenikajúcu časť disku, ktorá nie je zakrytá sitom. Prítomnosť obrazovky vytvára dve vlákna, ktoré sú vytlačené v priestore. Okrem toho v dôsledku dodatočných strát vírivými prúdmi na obrazovke prvý prúd zaostáva vo fáze od druhého prietoku. Obidva toky, posunuté vo fáze a vo vesmíre, vytvárajú bežiace pole, ktoré otáča disk v smere smeru otáčania poľa (od časti pólu, ktorý nie je pokrytý clonou, až po zatvorenie). Niekedy sa namiesto medených tienidiel použijú krátkoprúdové medené závity (krúžky), ktoré sú uložené na cievkach takým spôsobom, že prekrývajú časť pólových nástavcov. Jednosmerné a dvojprúdové zariadenia so sitom majú relatívne malý krútiaci moment a v súčasnosti sa nepoužívajú.

Na obr. 2.3.2 znázorňuje schematický diagram zariadenia a vektorový diagram dvojprúdového indukčného zariadenia s bežiacim poľom. Hliníkový kotúč 3, symetricky zosilnený na osi 2, je opatrený dvoma závitmi F1 a F2, ktoré sú v priestore posunuté.

Ak striedavé prúdy Ii a I2 prúdiace cez vinutia dvoch cievok 4 a 5 sú fázovo posunuté o uhol y, potom z predpokladu, že jadrá cievok nie sú nasýtené, a v nich chýbajú straty spôsobené hysteréziou a vírivými prúdmi, tok es 1 a Φ 2 sa posunie vo fáze o rovnaký uhol y. Prietok F1 a F2, prenikajúci cez disk, v ňom vyvolá EMF E1 a E2, čo spôsobí prúd na disku I "1 a I" 2. Elektromotorické sily E 1 a E 2 a prúdy I "1 a I" 2, ktoré sa zhodujú s nimi vo fáze, zaostávajú za svojimi prúdmi o uhol p / 2.

Výsledný moment sa skladá z dvoch momentov: momentu M 1, ktorý vychádza zo interakcie toku F 1 s prúdom I22 a momentu M2, vytvoreného interakciou toku F2 s prúdom I1 1. Hodnoty momentov vyplývajúcich zo interakcie medzi vlastnými prúdmi a prúdmi (F 1 s prúdom I1 a F2 s prúdom I2) sú zanedbateľné a ak akceptujeme, že disk má len odpor, potom sú rovné nule (pretože posun medzi prúdom a ním indukovaným prúdom je p / 2). Pohyblivá časť nástrojov, ktorá má významnú zotrvačnosť, nebude reagovať na zmeny okamžitých hodnôt krútiaceho momentu počas každej striedavej periódy prúdenia a jej odchýlka spolu so šípkou 1, a teda hodnoty prístroja budú závisieť od priemernej hodnoty krútiaceho momentu. Ako je známe, priemer hodnoty periódy krútiaceho momentu M BP zo vzájomného pôsobenia premenlivého prietoku F s prúdom I indukovaným na disku I je úmerný hodnotám interagujúceho toku F a prúdu I, ako aj kosínus uhla fázového posunu g medzi nimi, t.j.

.

Menty a M2 môžu byť určené nasledujúcimi vzorcami:

; .

Na základe údajov vektorového diagramu znázornených na obr. 2.3.2, b, tieto rovnosti možno vyjadriť takto:

;

.

Opačné znamenia momentov M 1 a M 2 naznačujú, že jeden prúdový obvod (I 1 1) je vtiahnutý do poľa, ktoré s ním interaguje (Φ 2), a druhý (I 2) je vytlačený z poľa, ktoré s ním interaguje (F 1). Obidva momenty sa zhodujú v smere a otáčajú kotúčom v jednom a tom istom smere, čo je potvrdené kontrolou pravidlom ľavej ruky, berúc do úvahy fázový posun medzi prúdmi a prúdmi.

Výsledný moment pôsobiaci na disk je teda. Výsledný moment je odľahčený od pokročilej fázy prúdenia (v tomto prípade F1) k oneskoreniu. S konštantným odporom disku a sínusovým charakterom prietoku sa mení s frekvenciou fprúdy sa rovnajú :; , Potom výraz pre výsledný moment má nasledujúcu podobu:

Krútiaci moment indukčného zariadenia je úmerný produktu magnetického toku prenikajúceho obvodom, čo je sínus uhla posunu medzi nimi a závisí od frekvencie prúdu. Z posledného vzorca vyplýva, že na vytvorenie krútiaceho momentu je potrebné mať aspoň dve variabilné toky (alebo dve zložky jedného prietoku), ktoré sú mimo fázy a sú premiestnené do priestoru. Ak sa toky zhodujú vo fáze, y = 0 a šíny= 0 krútiaci moment je nula. Maximálny krútiaci moment bude pri najvyšších hodnotách magnetických tokov a fázovom posunutí medzi nimi v perióde (y = 90 ° a. \\ T šíny  = 1). Pre nenasýtené jadrá sú toky F1 a F2 priamo úmerné prúdom Ii a I2, ktoré pretekajú vinutiami cievok 4 a 5 (obr. 2.3.2), a preto je hodnota výsledného momentu

M BP = k fI 1 I 2 hriechy.

Moment PR M pôsobiaci proti otáčaniu pohyblivej časti môže byť vytvorený pružinou (ak sa používa ako wattmeter), v tomto prípade bude úmerný uhlu natočenia a: M PR = D RC a. Pre moment rovnováhy M BP = M PR alebo

k fI 1 I 2 hriechy = D КРa, odkiaľ sa uhol otáčania pohyblivej časti zariadenia rovná

,

tj je úmerný súčinu prúdov prechádzajúcich cez cievky (alebo závity, ktoré prenikajú na disk), sínus uhla posunu medzi nimi a závisí od frekvencie prúdu.

Výhody indukčných zariadení zahŕňajú veľký krútiaci moment (až 5 g · cm), malý vplyv vonkajších magnetických polí, odolnosť voči preťaženiu (pohyblivá časť zariadení nevyžaduje prívod prúdu a je veľmi trvanlivý), spoľahlivý pri prevádzke. Zmena teploty okolia spôsobí zmenu aktívneho odporu disku, čo do určitej miery ovplyvní odčítanie prístrojov.

Na rozdiel od AC zariadení iných systémov môžu byť indukčné zariadenia používané v sieťach s jednou špecifickou frekvenciou: zariadenia zvyčajne udávajú menovitú frekvenciu meranej hodnoty. Aj malá zmena frekvencie, tak v smere jej zvýšenia, ako aj v smere poklesu vedie k veľkým chybám merania. Pritom nie sú ampéry a voltmetre indukčného systému široko používané.

Indukčné meracie mechanizmy sa používajú hlavne v elektromeroch na striedavý prúd priemyselnej frekvencie.

Vibračný systém.

Meranie frekvencie pomocou rezonančného (vibračného) frekvenčného merača je založené na vzore rezonančného javu pružných oceľových dosiek vibrujúcich pod vplyvom striedavého magnetického toku. Použite dva návrhy meracích mechanizmov frekvenčných meradiel - s priamym a nepriamym budením.

Merací mechanizmus frekvenčného meradla s priamou excitáciou (obr. 2.3.3, a) má elektromagnet 1, ktorého vinutie je zahrnuté v riadenej sieti ako voltmeter. V oblasti elektromagnetu sú v základniach 4 upevnené dve rady pružných oceľových dosiek 3. Zariadenie má prednú dosku 2, v ktorej oknách sú ohybové hrany dosiek natreté bielou farbou. Delenia stupnice s intervalom 0,5 Hz, zvyčajne zodpovedajúce rozdielu vo frekvenciách prirodzených kmitov dvoch susedných dosiek, sa aplikujú pozdĺž otvorov predného panelu.

Pod vplyvom striedavého poľa elektromagnetu, spôsobeného prúdom, ktorého frekvencia sa meria, sú doštičky frekvenčného merača v čase prúdenia prúdu cez hodnotu amplitúdy priťahované k elektromagnetu a pohybujú sa od neho pri každej nulovej hodnote prúdu. Doska s najvyššou amplitúdou kmitá, ktorej prirodzená frekvencia sa rovná dvojnásobku hodnoty meranej frekvencie. Ohnutý koniec tejto dosky vyzerá ako obdĺžnik v okne stupnice a udáva hodnotu frekvencie na stupnici (obr. 2.3.3, b).

Na frekvenčnom meracom prístroji s nepriamym budením (obr. 2.3.3, v) Elektromagnet 1 priťahuje kotvu 6, ku ktorej je pripevnený jeden rad pružných oceľových dosiek 3 cez základňu 4. Kotva a dosky sú pripevnené k pružnej podpere 5. Keď je elektromagnet zapnutý v riadenom okruhu, dosky začínajú kmitať na dvojnásobku frekvencie.

Rezonančné frekvenčné merače sa vykonávajú na frekvenčnom rozsahu 45 - 55 a 450 - 550 Hz. Ich presnosť zodpovedá triedam 1.0 a 1.5.

Elektrostatický systém.

Elektrostatické zariadenia sú zariadenia, ktorých krútiaci moment vzniká v dôsledku pôsobenia síl elektrického poľa, ktoré vznikajú medzi opačne nabitými vodičmi - elektródami meracieho mechanizmu. Tento spôsob vytvárania krútiaceho momentu v podstate rozlišuje elektrostatické zariadenia od všetkých zariadení priameho vyhodnocovania, v ktorých krútiaci moment vyplýva zo vzájomného pôsobenia magnetického poľa meracieho mechanizmu s prúdom.

Mechanizmus elektrostatického merania je kondenzátor jednej alebo inej konštrukcie, ktorého kapacita sa mení, keď sa jeho pohyblivá časť pohybuje, spôsobená pripojením záťaže na elektródy zariadenia, ktorého napätie sa meria. Veľkosť pohybu je spojená s určitou hodnotou hodnoty napätia. Elektrická kapacita kondenzátora, ako je známe, je priamo úmerná absolútnej dielektrickej konštante dielektrika oddeľujúceho elektródy a aktívnej oblasti S elektród, t.j. oblasť normálneho priemetu pohyblivej elektródy na pevnú, nepriamo úmernú vzdialenosti medzi elektródami d. V závislosti na spôsobe zmeny kapacity sú meracie mechanizmy konštrukčne rozdelené do dvoch typov.

Na obr. 2.3.4, a  je prezentovaný mechanizmus, ktorého kapacita sa mení vplyvom elektrických síl v dôsledku zmeny d s prakticky nezmenenou aktívnou plochou S. Elektródy 7 a 5 sú pevne pripojené k častiam izolačného materiálu; predstavujú pevnú časť meracieho mechanizmu. Elektróda 6 je pripevnená k popruhu 4 elastické kovové pásky; Je to hlavná časť pohyblivej časti. Pri meraní jednosmerného napätia U sa dosky 7 a 6 nabijú nábojmi rovnakého znamienka a doska 5 s nábojmi opačného znamienka. Pri pôsobení síl elektrického poľa doska 6 tlačí smerom od dosky 7 a priťahuje sa k doske 5. Pohyblivá doska 6 doprava spôsobuje lineárny pohyb ťahu 2, ktorý je k nemu pripojený, a teda otáčanie osi 3 šípkou 1 v určitom uhle. Protichodný moment meracieho mechanizmu tejto konštrukcie je vytvorený silou hmotnosti dosky 6, keď sa odchyľuje od vertikálnej polohy.

Na meracom mechanizme na obr. 2.3.4, b  zmeny kapacity v dôsledku zmien v aktívnej oblasti S bez zmeny d. Keď je pripojené napätie, pevné dosky 8 a 9 sú nabité podobnými nábojmi a dosky 10 pohyblivej časti s nábojmi opačného znamienka. Pri pôsobení síl elektrického poľa sa dosky 10 otáčajú tak, že sa aktívna plocha zvyšuje, t.j. na obr. 2.3.4, b  v smere hodinových ručičiek. Pohyblivá časť takýchto meracích mechanizmov je často upevnená na vzperách a na citlivejších zariadeniach - na kardan. Potom je ukazovateľom lúč odrazený od zrkadla, namontovaný na závese alebo zavesení. opačný moment je tvorený elastickými silami vinutej pružiny, strií alebo pruženia.

Na základe tejto rovnice určíme krútiaci moment M elektrostatického meracieho mechanizmu v jednosmernom obvode. Energia meracieho mechanizmu v tomto prípade je energia elektrického poľa kondenzátora tvoreného elektródami tohto mechanizmu, t.j. potom   , Vzhľadom k tomu, že opačný moment M PR = Wa (W - špecifický opačný moment, v závislosti len od vlastností elastického prvku), rovnica stupnice elektrostatického zariadenia v jednosmernom obvode. Zo vzorca je zrejmé, že znak uhlu odchýlky a nezávisí od polarity meraného napätia, preto sú elektrostatické zariadenia vhodné na meranie v striedavých obvodoch. V tomto prípade okamžitý moment, kde u  - okamžitá hodnota striedavého napätia. Počas doby T zmeny napätia nemôže pohyblivá časť v dôsledku svojej zotrvačnosti výrazne zmeniť svoju polohu a odchýlka je určená priemernou hodnotou krútiaceho momentu: .

Ale kde U je skutočná hodnota nameraného napätia. Vyjadrenie krútiaceho momentu zodpovedá vzorec krútiaceho momentu pre jednosmerný prúd, preto je rovnica mierky takéhoto mechanizmu v obvode striedavého prúdu identická za predpokladu, že priame napätie je nahradené účinnou hodnotou nameraného striedavého napätia.

Z odvodených rovníc je zrejmé, že na základe elektrostatického meracieho mechanizmu sa môže vykonať voltmeter, ktorý priamo meria jednosmerné alebo striedavé napätie bez toho, aby sa táto hodnota najprv menila. Z dvoch štruktúr meracieho mechanizmu je štruktúra znázornená na obr. 2 bežnejšia. 2.3.4, b, Stupnica elektrostatického voltmetra je nerovnomerná, pretože uhol a je úmerný štvorcu napätia, ale môže byť podstatne linearizovaný. To sa dosahuje vykonaním elektród 3 (obr. 2.3.4, b) takej formy, že násobiteľ dC / da vo vzorci uhla natočenia s rastúcim poklesom. Elektrostatický voltmeter na vytvorenie krútiaceho momentu nemusí spotrebovať prúd z objektu merania. V dôsledku prítomnosti kapacitancie a určitej vodivosti izolácie meracieho mechanizmu však zariadenie v AC obvode spotrebuje slabý kapacitný prúd a extrémne malý zvodový prúd izolácie (pri meraní jednosmerného napätia, len zvodového prúdu). Vstupný odpor elektrostatických voltmetrov je veľmi vysoký - dosahuje 10 10 ohmov a kapacita je malá - meraná v desiatkach pikofaradov. Veľmi nízka spotreba prúdu z riadeného okruhu je jednou z významných výhod elektrostatických voltmetrov. Ďalšou výhodou je široká frekvencia použitia, meraná v desiatkach megahertzov.

Nevýhodou elektrostatických meracích mechanizmov je malý (menší ako všetky uvažované mechanizmy) krútiaci moment a v dôsledku toho nízka citlivosť. Sú necitlivé na vonkajšie magnetické polia, ale citlivé na elektrické. Na ochranu proti nim sú meracie mechanizmy umiestnené v elektrostatických clonách - uzavretých povrchoch elektricky vodivých kovov, ako je fólia, alebo v kovových plášťoch, ktoré sú zvyčajne uzemnené.

Teplotné chyby uvažovaných zariadení vznikajú v dôsledku teplotnej závislosti pružných vlastností pružín, strií alebo suspenzií. Neprekračujú 0,2% rozsahu merania. Frekvenčná chyba elektrostatických zariadení, ako aj chyba v závislosti od tvaru nameranej krivky napätia, sú malé. To umožňuje použitie zariadení v širokom frekvenčnom rozsahu meraného signálu, dosahujúcich desiatky megahertov (najmä pre rádiové účely) s presnosťou merania zodpovedajúcou triedam 0,5; 1,0; 1.5.

Vyrábajú sa prenosné a panelové jedno a viacstupňové elektrostatické zariadenia. Hlavnou oblasťou použitia prenosných zariadení je experimentálna výskumná práca, ktorá vyžaduje vysokú presnosť merania napätia, prúdu, vykonávaného v silných aj nízkonapäťových obvodoch v rozsahu napätia od 10 V do 300 kV s hornou hranicou frekvencie až do desiatok megahertzov. Panelové zariadenia sa používajú hlavne v stacionárnych vysokonapäťových elektrických zariadeniach, najmä jednosmerných.

Indukčné zariadenia sa široko používajú na meranie elektrickej energie. Schéma zariadenia je znázornená na obrázku.

Indukčný systém

Princíp činnosti indukčného systému je založený na interakcii magnetických tokov generovaných prúdovými a napäťovými cievkami s vírivými prúdmi indukovanými magnetickým poľom na hliníkovom disku.

Systém indukcie zariadenia

Elektromer obsahuje magnetické jadro - 1 komplexnej konfigurácie, na ktorej sú umiestnené dve cievky; napätie - 2 a prúd - 3. Medzi póly elektromagnetu je umiestnený hliníkový kotúč - 4 s osou otáčania - 5.

Krútiaci moment pôsobiaci na kotúč je určený výrazom:

M  BP  = k  ja Φ   U Φ   ja  sinψ

kde Ф U - časť magnetického toku vytvoreného napäťovým vinutím a prechádzajúcim cez počítadlo diskov; Ф I - magnetický tok vytvorený prúdovým vinutím; ψ je uhol posunu medzi Φ U a Φ I. Magnetický tok f u úmerný napätiu f   U  = k 2   U, Magnetický tok f I úmerný prúdu F  ja  = k 3   ja.

Aby elektromer mohol reagovať na aktívnu energiu, je potrebné splniť podmienku:

sinψ = cosφ

V tomto prípade je krútiaci moment úmerný činnému výkonu záťaže:

M  BP  = k 1   k 2   k 3 U jaφ   = k 4   P

Protichodný moment je vytvorený brzdovým magnetom - 6 a je úmerný rýchlosti otáčania kotúča:

V ustálenom stave M  BP=M  atď.disk sa otáča konštantnou rýchlosťou. Vyrovnajte posledné dve rovnice a vyriešte výslednú rovnicu vzhľadom na uhol rotácie disku:

Uhol otáčania kotúča elektromera je teda úmerný aktívnej energii. Preto je počet otáčok disku n tiež úmerný aktívnej energii.

Zariadenia elektromagnetického systému

Práca založená na mechanizme elektromagnetického systému je interakcia magnetického poľa magnetizujúceho feromagnetického jadra s magnetickým poľom prúdu prechádzajúceho vinutím cievky. Následne takáto interakcia otočí jadro alebo sa zasunie dovnútra cievky, čo je dôvod, prečo je indexová šípka vychýlená. V prípade zmeny smeru vinutia prúdu sa zmení aj polarita pohyblivého jadra. Prečo sa v ľubovoľnom smere prúdu vo vinutí odkláňa šípka v rovnakom smere.

Hlavné výhody zariadení elektromagnetického systému: vhodnosť na meranie striedavých a priamych prúdov, stabilita týchto zariadení na preťaženie, jednoduchosť zariadenia, relatívne nízka cena. Nevýhodou takéhoto zariadenia je závislosť od vplyvu vonkajších magnetických polí na presnosť odčítania, relatívne vysoká potreba elektriny, nízka presnosť, nerovnomernosť meradla.

Elektrodynamické zariadenia

Práca založená na elektrodynamickom mechanizme je interakcia magnetických polí prúdov smerujúcich do dvoch vinutí, jeden z vinutí je stacionárny a druhý sa môže otáčať. Prúdové vinutie sa nazýva vinutie pevnej cievky; jeho elektrický odpor je nízky; je súčasťou reťazca v sérii.

Cievka pohyblivej cievky má relatívne veľký elektrický odpor. Je zapojený paralelne do obvodu a nazýva sa napäťové vinutie. V čase zapnutia zariadenia v okruhu prúdi cez vinutia oboch cievok elektrický prúd naraz. Interakcia magnetických polí prúdov cievky s napäťovým vinutím sa otáča o uhol, ktorého hodnota je úmerná súčinu prúdov prúdiacich vo vinutiach cievok.

Súčasne sa môže meniť len smer prúdu vo vinutiach. Bez ohľadu na smer prúdu v obvode je cievka pohyblivá a preto sa šípka indexu otáča len v jednom smere. Takýto elektrodynamický mechanizmus sa široko používa vo voltmetroch, ampérmetroch a wattmetroch. Spolu s mechanizmom elektrodynamického systému sa v meracích prístrojoch používajú mechanizmy ferrodynamického systému. Ich princíp fungovania mechanizmov systémov je rovnaký. Ferrodynamický mechanizmus je navrhnutý s tým rozdielom, že jeho pevné vinutie je inštalované na magnetickom jadre, čo zvyšuje citlivosť zariadenia.

Hlavné výhody zariadení elektrodynamického systému: schopnosť merať striedavé a priame prúdy jedným a tým istým zariadením, vysokou presnosťou. Nevýhodou takýchto zariadení je závislosť presnosti odčítania na vplyve vonkajších magnetických polí, čo platí najmä pre elektrodynamický mechanizmus, relatívne nízky odpor voči preťaženiu a vysoké náklady.

Indukčné meracie prístroje .   Elektromery.

Na základe mechanizmu indukčného merania sa zvyčajne vykonávajú elektromery. Zariadenie a vektorový diagram zariadenia indukčného systému sú znázornené na obrázku:

Mechanizmus pozostáva z dvoch induktorov vyrobených vo forme tyčí a induktorov v tvare U, medzi ktorými je pohyblivý neferomagnetický (hliníkový) kotúč. Cievky sú navinuté na induktoroch, cez ktoré prúdia prúdy Ii a I2, ktoré excitujú magnetické toky F1 a F2. Počítadlo je spojené s osou disku, ktorá počíta počet otáčok disku. Aby sa zabránilo voľnobežnému otáčaniu kotúča (aby sa zabránilo samohybnému pohybu) v bezprostrednej blízkosti pevného magnetu (brzdový magnet). Princíp činnosti zariadenia je nasledovný: \\ t

Keď je zariadenie pripojené k AC sieti, prúdy I a I2 excitujú magnetické toky Ф 1 a Ф 2, ktoré sa zhodujú vo fáze s príslušnými prúdmi (viď vektorový diagram). Magnetické toky, ktoré prechádzajú cez diskovú rovinu, v nej indukujú premenné EDS. E1 a E2, ktoré zaostávajú za svojimi závitmi pod uhlom 90 ° , Pod činnosťou týchto eds. dva vírivé prúdy vznikajú na disku Id1 a Id2, ktoré sa zhodujú vo fáze s príslušným EED.C. (odpor disku sa považuje za čisto aktívny).

V dôsledku toho, že prúdový obrys I d1 je ťahaný prúdom f2 a prúd I d2 je vytlačený prúdom f1, pôsobia na disk dva opačne orientované momenty. Ich okamžité hodnoty sú:

k 1 a K 2 - koeficienty proporcionality.

Rovnice pre magnetický tok môžu byť zapísané ako:

Vírivé prúdy indukované na disku príslušnými prietokmi budú definované ako:

Priemerná hodnota momentov môže byť vypočítaná pomocou vzorcov:

Pretože a rovnica pre celkový krútiaci moment pôsobiaci na disk sa rovná:

Prúdy indukované na disku možno definovať ako:

I.

f je frekvencia dodávateľského reťazca, k3 a k4 sú koeficienty proporcionality.

S týmto vedomím:

alebo:

kde K = k1k4 + k2k3.

Maximálny krútiaci moment sa dosiahne na.

Na vytvorenie brzdného momentu a zabezpečenie rovnomerného otáčania kotúča v konštrukcii poskytuje permanentný brzdový magnet.

V dôsledku interakcie magnetického poľa a rotácie disku dochádza k vírivým prúdom:

ω - uhlová rýchlosť otáčania kotúča, K5 - koeficient proporcionality.

Interakcia IB s FP spôsobuje brzdný moment rovný:

Or.

CT = K 5 K6.

Výhody zariadení indukčného systému.

Zariadenia majú veľký krútiaci moment, málo ovplyvnený vonkajšími magnetickými poľami a majú veľkú kapacitu preťaženia.

Nevýhody indukčného systému.

Nevýhody zahŕňajú nízku presnosť, vysokú vlastnú spotrebu, závislosť indikácií od frekvencie a teploty.

Jednofázový elektromer.

Ak je cievka 1 zapnutá paralelne so zdrojom energie a cievka 2 je po sebe nasledujúca, potom:

alebo:

kde k bp = k u k I.

Z vektorového diagramu je zrejmé, že na.

Potom môžete napísať:

Pri konštantnom výkone P sa krútiaci moment a brzdné momenty navzájom rovnajú.

M BP = M t.

Or. Ak je táto rovnosť prezentovaná vo forme: potom po integrácii pre časový interval od t 1 do t 2 dostaneme:

Prístrojová konštanta; N je počet otáčok v čase t = t2-t1

Hodnota nazvaná konštanta počítadla je definovaná nasledujúcim výrazom:

Hodnota nazývaná nominálny konštantný počítadlo je definovaná ako:

k-prevodový pomer je počet otáčok na jednotku energie.

Chyba počítadla v dôsledku trenia osi v podperách a iných nezodpovedajúcich faktorov sa vypočíta podľa vzorca:

Jednofázové elektromery sa vyrábajú pri frekvenciách 50 a 60 Hz, pre prevádzkové prúdy do 40 A a pre napätia 110, 120, 127, 220, 230, 240 a 250 V. Triedy presnosti meračov sú nižšie ako 1.

Kombinácia dvoch alebo troch jednofázových meracích mechanizmov tvorí trojfázový čítač.

Priemysel vyrába čítače typov:

Aktívne elektromery - CA 3- pre tri drôtové obvody a CA 4 pre štyri drôtové obvody.

Merače reaktívnej energie - СР 3 pre tri drôtové obvody a СР 4 pre štyri drôtové obvody.

Reaktívne elektromery pre jednofázové obvody nie sú k dispozícii.

Špecialisti Aurica neustále pracujú na tom, aby bol život sluchovo postihnutých ľudí čo najpohodlnejší. Dnes Auirca prináša do Vašej pozornosti rozšírený sortiment spoločnosti: zahŕňa najnovšie zariadenia vyvinuté s použitím najmodernejších technológií. Medzi nimi je rozsiahla skupina pomocných výstražných nástrojov (indukčné systémy) pracujúcich na princípe indukčného poľa.

Rehabilitačné pomôcky pre ľudí so sluchovým postihnutím, ktorí používajú načúvacie pomôcky. Indukčné systémy "Aurica": stacionárne, úzko zamerané, prenosné.

Vypočujte si, ako všetci

Ako je známe, pre užívateľov načúvacieho prístroja, vnímanie zvukov prenášaných rôznymi zvukovými zariadeniami - hudobné, televízne a rozhlasové programy, informácie vysielané na verejných miestach prostredníctvom reproduktorov a zosilňovacích mikrofónov - zostáva ťažké. Riešenie tohto problému umožňuje použitie indukčných systémov. Všeobecne platí, že princíp fungovania týchto systémov je nasledovný. Načúvacie pomôcky majú zabudovanú indukčnú cievku, ktorá prijíma signál zo systému indukčnej slučky. Inštaláciou prepínača mikrofónu - cievky (M - T) na vašom načúvacom prístroji v režime T (cievka) môže užívateľ zablokovať externé zvuky a zosilniť len zvuky prijímané načúvacím prístrojom z indukčného systému. Indukčný zosilňovač je pripojený k výstupu audio zariadenia a prevádza signál na elektrický prúd. Cievka načúvacieho prístroja zachytáva magnetické pole vytvorené indukčným systémom a prevádza ho späť na zvukový signál.

Pre pohodlné počúvanie hudby a zvukových prenosov doma ponúka Aurica celý rad ľahko použiteľných indukčných systémov. Takéto pomocné systémy sú doplnené zosilňovačom, ktorý sa pripája k audio konektoru zariadenia, indukčnej rohoži alebo káblovej slučke, ktorá môže byť umiestnená okolo pohovky. Systém je možné synchronizovať s televízorom, hudobným centrom, MP3 prehrávačom alebo iným zariadením, čím sa eliminuje skreslenie zvuku pri vnímaní prostredníctvom načúvacieho prístroja.

Rad indukčných systémov, ktoré ponúka Aurica, je vhodný pre domáce aj profesionálne použitie a môže byť použitý samostatne aj na verejných miestach.

Indukčné systémy na verejných miestach

Takže v sortimente indukčných systémov Aurica budú prostriedky na akýkoľvek účel: od domova až po použitie v miestnostiach s obrovským priestorom. Použitie indukčných systémov uľahčuje sluchovo postihnutým osobám vnímať informácie a orientáciu vo zvukovom prostredí bez potreby akéhokoľvek dodatočného prijímača signálu alebo dodatočných nákladov na energiu načúvacieho prístroja. Pri použití na verejných miestach umožňujú indukčné systémy súčasne uspokojiť potreby veľkého počtu ľudí so sluchovými ťažkosťami. To výrazne optimalizuje prácu organizácií so sluchovo postihnutými ľuďmi, zvyšuje efektívnosť komunikácie a zároveň šetrí čas a peniaze.

Dostupné prostredie

• Naše projekty

Aurika sa stala laureátkou súťaže „100 najlepších tovarov Ruska“.