Elektrodynaamiset ja ferrodynaamiset mittauslaitteet
Elektrodynaamiset ja ferrodynaamiset laitteet perustuvat eri kelojen virtojen vuorovaikutuksen periaatteeseen, joista toinen on paikallaan ja toinen voi muuttaa sijaintiaan suhteessa ensimmäiseen. Sähköenergiaa syötetään laitteen liikkuvaan kelaan kierrejousien tai johtojen kautta.
Elektrodynaamisia ja ferrodynaamisia mittalaitteita käytetään virran, jännitteen, tehon ja muiden tasa- ja vaihtovirtojen sähkösuureiden mittaamiseen. Volttimittareiden ja ampeerimittareiden asteikot ovat epätasaiset, ja wattimittarit ovat käytännössä samat.
Elektrodynaamiset laitteet tarjoavat suurimman tarkkuuden mittaamalla vaihtovirtapiireissä jopa 20 kHz:n taajuudella, mutta ne eivät siedä ylikuormitusta, eroavat merkittävästä sähköenergian kulutuksesta ja niiden lukemiin vaikuttavat ulkoiset magneettikentät.
Tämän vaikutuksen vähentämiseksi korkean tarkkuusluokan laitteissa käytetään mittausjärjestelmän suojausta ja astaattista rakennetta. Sähködynaamisten laitteiden hinta on korkea.
Sähködynaamisten mittauslaitteiden asteikko jaetaan usein osiin ilmoittamatta näiden jakojen arvoja mittayksiköissä. Tässä tapauksessa laitevakio, ts. yhtä asteikon jakoa vastaava mittayksiköiden lukumäärä saadaan kaavoilla:
volttimittarille
ampeerimittarille
wattimittarille
missä Unom ja Aznom — laitteen nimellisjännite ja vastaavasti virta, αmah — asteikon jakojen kokonaismäärä.
Sähködynaamisissa ampeerimittareissa nimellisvirralle 0,5 A asti ja volttimetreissä laitteen molemmat käämit on kytketty sarjaan toistensa kanssa ja ampeerimittareissa, joiden mittausalue on yli 0,5 A - rinnan.
Sähködynaamisten ampeerimittarien mittausrajojen laajentaminen saadaan aikaan jakamalla kiinteä kela osiin, jonka avulla voit muuttaa laitteen mittausaluetta puoleen sekä käyttää mittaamaan shuntteja tasavirta- ja mittausvirtamuuntajien mittaamiseen vaihtovirtapiireissä.
Sähködynaamisten volttimittareiden mittausrajojen laajentaminen saavutetaan käyttämällä lisävastuksia ja vaihtovirtapiireissä mittauksessa lisäksi jännitteenmittausmuuntajia.
Riisi. 1. Kaaviot yksivaiheisen wattimittarin kytkemiseksi: a — suoraan verkkoon, b — jännitteen ja virran mittausmuuntajien kautta.
Elektrodynaamisista mittalaitteista yleisin on wattimittari (kuva 1).1, a), jossa kiinteä kela, jossa on pieni määrä paksun langan kierroksia, on kytketty sarjaan piiriin ja liikkuva - kytketty sisäänrakennettuun koteloon tai ulkoiseen lisävastukseen - rinnakkain se piirin osa, jossa teho mitataan. Wattimittarin nuolen ohjaamiseksi haluttuun suuntaan on noudatettava laitteen päällekytkemisen sääntöjä: sähköenergian on päästävä laitteeseen käämien generaattoriliittimien puolelta, jotka on merkitty laitteeseen merkillä "*" .
Jokaisen wattimittarin asteikko osoittaa nimellisjännitteen ja -virran, jolle laite on suunniteltu. Tarvittaessa jännite ja virta saa nostaa 120 % nimellisarvoistaan 2 tunnin sisällä Joillakin sähködynaamisilla wattimittareilla on vaihtelevat mittausalueet sekä nimellisjännitteelle että nimellisvirralle, esim. 30/75/150 /300 V ja 2,5/5 A.
Sähködynaamisten wattimittareiden nykyinen asteikon laajennus tapahtuu samalla tavalla kuin sähködynaamisten ampeerimittareiden, ja jänniteasteikon laajennus on samanlainen kuin sähködynaamisissa volttimittareissa. Jos sähködynaaminen wattimittari kytketään päälle jännitteen ja virran mittausmuuntajien kautta (kuva 1, b), mitattu teho saadaan kaavalla
missä K.ti ja Ki — mittausjännite- ja virtamuuntajien nimellismuunnossuhteet, ° СW — wattimittarin vakio, α — laitteen lukemien jakojen lukumäärä.
Kun se on päällä sähködynaaminen vaihemittari AC-piirissä (kuva.2) on varmistettava, että laitteeseen virtaa syöttävät johdot on kytketty generaattorin liittimiin, jotka on merkitty laitteeseen "*". Tällainen suora kytkentä on mahdollista, jos verkkojännite vastaa osoittimen nimellisjännitettä ja kuormitusvirta ei ylitä sen nimellisvirtaa. nykyinen.
Osoittimen nimellisjännite ja -virta on esitetty sen asteikolla, jossa on myös merkinnät: «IND» asteikon osalle, joka vastaa jännitteestä jäljessä olevaa virtaa, ja «EMK» asteikon osalle, joka vastaa jännitettä. johtava virta. Mikäli piirin jännite ja virta ylittävät osoittimen vastaavan nimellisjännitteen ja virran, se tulee kytkeä päälle vastaavien mittausjännite- ja virtamuuntajien kautta.
Riisi. 2. Vaihemittarin piirikaavio.
Ferrodynaamiset laitteet ovat samanlaisia kuin sähködynaamiset laitteet, mutta eroavat niistä kiinteän kelan tehostetussa magneettikentässä ferrimagneettisesta materiaalista tehdyn magneettisydämen ansiosta, mikä lisää vääntömomenttia, lisää herkkyyttä, heikentää ulkoisten magneettikenttien vaikutusta ja vähentää kulutusta. sähköenergiasta. Ferrodynaamisten mittauslaitteiden tarkkuus on pienempi kuin sähködynaamisten mittauslaitteiden tarkkuus. Ne soveltuvat myös käytettäväksi vaihtovirtapiireissä taajuudella 10 Hz - 1,5 kHz.
Riisi. 3. Kaaviokaavio ferrodynaamisesta taajuuslaskimesta
Riisi. 4. Taajuusmittarin päällekytkentäkaavio: a — suoraan verkossa, b — lisävastuksen kautta
Ferrodynaamiset taajuusmittarit kytketään yleensä vaihtojänniteverkkoon rinnakkain tai ylimääräisen kauko-ohjauslaitteen kautta (kuva 1).4, a, b), joka on sähköpiiri, jossa vastukset, induktiiviset kelat ja kondensaattorit sijaitsevat erillisessä kotelossa. Kun kytket taajuusmittarin päälle, tarkista, että verkkojännite vastaa laitteen nimellisjännitettä, joka on ilmoitettu sen asteikolla. Ferrodynaamisia taajuusmittareita valmistetaan myös ilman lisälaitteita useille nimellisjännitteille, joista jokainen vastaa laitteen tiettyä puristinta ja yhteistä "*" -merkillä merkittyä puristinta.