Contoare de fază și sincroscoape

Contoarele de fază sunt utilizate pentru a determina unghiul de fază, de exemplu, al unui curent alternativ în raport cu tensiunea care îl provoacă.

Partea staționară a mecanismului de măsurare a contorului de fază include trei bobine, dintre care două 1 și 2 au formă de rame. Ele sunt deplasate unul față de celălalt la un unghi de 120 ° (Fig. 1, a). Bobina cilindrică 3 este situată în interiorul bobinelor 1 și 2 coaxial cu partea mobilă.

Partea mobilă este formată dintr-o axă 4, la capetele căreia sunt atașate miezuri 5 sub formă de plăci subțiri, deplasate una de cealaltă cu 180 ° și numite petale. Axa și petalele sunt realizate din material magnetic moale și formează o structură în formă de Z (Fig. 1, b). Mecanismul de măsurare nu are un moment opus creat de arc, prin urmare dispozitivul în cauză poate fi atribuit unor rapoarte.

În fig. 2 prezintă schema de pornire a contorului de fază. Înfășurările 1 și 2 sunt incluse în tăierea a două fire ale unei linii trifazate, iar înfășurarea 3 este în serie cu un rezistor Rd, care are o rezistență activă semnificativă, este conectat la tensiunea de rețea.Curenții liniari care curg prin aceste înfășurări sunt deplasați unul față de celălalt în fază cu 120 °, în legătură cu care înfășurările 1 și 2 creează un flux magnetic rotativ Ф12, ca și cum ar reprezenta un vector de curent de sarcină. Frecvența de rotație a acestuia depinde de frecvența curenților I1 și I2... Într-o perioadă, fluxul F12 face o rotație completă.

Deoarece rezistența rezistorului Rq este mare în comparație cu reactanța bobinei 3, curentul Az3 este în fază cu tensiunea de linie. Bobina 3, ca urmare a unei schimbări sinusoidale a curentului, creează un flux magnetic pulsatoriu F3, care este aproape de sinusoidal. Axa de simetrie a acestui flux este fixată în spațiu și coincide întotdeauna cu axa părții mobile a mecanismului. Fluxul F3 este închis de-a lungul axei 4 a părții mobile, a petalelor și a circuitului magnetic cilindric extern fix.

Orez. 1. Mecanism de măsurare a raportului sistemului electromagnetic de miez în formă de Z

Orez. 2. Schema de circuit a contorului de fază al sistemului electromagnetic

Fluxurile F12 și F3, închise în planuri diferite, magnetizează partea în mișcare a mecanismului de măsurare. Deoarece valoarea fluxului Ф12 este constantă, magnetizarea axei și a petalelor atinge cea mai mare valoare în momentul în care fluxul Ф3 trece prin cea mai mare valoare. Datorită acțiunii forțelor de inerție, partea mobilă este fixată nemișcată într-o poziție corespunzătoare magnetizării sale celei mai mari, adică poziția fluxului rotativ Ф12 în momentul în care fluxul Ф3 atinge valoarea maximă.

Trebuie avut în vedere că poziția fluxului rotativ în raport cu partea staționară a dispozitivului în momentul trecerii fluxului Ф3 și a curentului Аз3 prin valoarea amplitudinii depinde de modificarea unghiului φ dintre curentul de sarcină. si tensiunea. Având în vedere acest lucru, poziția ocupată de partea în mișcare (și, în consecință, indicatorul dispozitivului) față de scară, i.e. unghiul α caracterizează defazajul dintre curentul de sarcină și tensiune.

Un fazometru care funcționează pe acest principiu măsoară schimbările de fază cu sarcini capacitive și inductive. Scara dispozitivului poate fi gradată în valori unghiulare φ sau cosφ... În primul caz este uniformă, în al doilea este neuniformă.

Fazometrul Ts302

Sincroscoape

Mecanismul de măsurare luat în considerare este utilizat și în sincroscop, un dispozitiv folosit la conectarea generatoarelor sincrone pentru funcționare în paralel.

Schema de pornire a sincronizatorului este prezentată în fig. 3.

Orez. 3. Schema de circuit a sincronoscopului sistemului electromagnetic

Construcția bobinelor 1, 2 și 3 ale mecanismului de măsurare este similară cu construcția bobinelor corespunzătoare ale contorului de fază, dar sunt realizate din sârmă subțire de cupru cu un număr mare de spire, drept urmare bobinele au o rezistență semnificativă. Bobina 3 este conectată la tensiunea de linie a rețelei, bobinele 1 și 2 — la tensiunile de linie ale mașinii sincrone conectate. Rezistoarele sunt conectate în serie cu bobinele R și așa mai departe.

După cum sa menționat, partea mobilă a mecanismului de măsurare este montată în câmpul magnetic rezultat al celor trei bobine, astfel încât axa lobilor părții mobile să coincidă cu direcția câmpului rotativ Ф12, în care va fi captat de către valoarea amplitudinii câmpului pulsatoriu F3.

Această poziție a lobilor părții mobile la aceeași frecvență a curentului în înfășurările bobinelor depinde de defazajul dintre curenții I1 și Az2 din înfășurările bobinelor 1, 2 și curentul Az3 în înfășurarea lui. bobina 3. Curenții I1 și Az2 practic coincid în fază cu tensiunea de linie a generatorului sincron și curentul Az3 — cu tensiunea rețelei (de la rezistența rezistenței Rq este mare).

Ca o consecință ° С Astfel, dispozitivul indicator al sincroscopului, când frecvențele curentului de rețea și ale generatorului conectat sunt egale, va indica direct defazarea dintre tensiunile de linie ale acestor sisteme trifazate.

Orez. 4. Scheme de conectare: a — sincroscop, b — fazometrul sistemului electromagnetic

Orez. 5. Sincronoscop tip E1605

La sincronizare, frecvența curentului de rețea și curentul generatorului conectat nu sunt aceleași. Aceasta are ca rezultat o schimbare continuă a unghiului de fază între tensiunea liniei și e. etc. v. generator şi deci la o modificare a poziţiei petalelor faţă de bobinele staţionare. Deoarece partea mobilă a sincroscopului poate fi rotită în orice unghi, indicatorul se rotește.

Sensul de rotație depinde de semnul diferenței de frecvență dintre rețea și generatorul conectat. Cu cât această diferență este mai mică, cu atât este mai lentă rotația indicatorului de sincronizare.

Scara dispozitivului are un semn corespunzător poziției antifază a vectorilor de tensiune și e. etc.v. obiecte sincronizate. Mașina sincronă trebuie conectată la autobuzele stației în timpul poziției măștii de gaz a vectorilor lui e. etc. pp. şi tensiunile magistralei.

În fig. 4 prezintă o diagramă de cablare a unui contor de fază electromagnetică și o diagramă de cablare a unui sincroscop electromagnetic.