Instrumente de măsură electrodinamice și ferodinamice

Dispozitivele electrodinamice și ferodinamice se bazează pe principiul interacțiunii curenților diferitelor bobine, dintre care una este staționară, iar cealaltă își poate schimba poziția față de prima. Energia electrică este furnizată bobinei mobile a dispozitivului prin arcuri elicoidale sau fire.

Dispozitivele de măsurare electrodinamice și ferodinamice sunt utilizate pentru măsurarea curentului, tensiunii, puterii și a altor cantități electrice ale curenților continui și alternativi. Scalele voltmetrelor și ampermetrelor sunt inegale, iar wattmetrele sunt practic aceleași.

Dispozitivele electrodinamice oferă cea mai mare precizie atunci când măsoară în circuite de curent alternativ cu o frecvență de până la 20 kHz, dar nu tolerează suprasarcina, diferă în consumul semnificativ de energie electrică, iar citirile lor sunt afectate de câmpurile magnetice externe.

Pentru a reduce această influență în dispozitivele cu o clasă înaltă de precizie, se utilizează ecranarea și construcția astatică a sistemului de măsurare. Costul dispozitivelor electrodinamice este mare.

Scara instrumentelor de măsurare electrodinamică este adesea împărțită în diviziuni fără a indica valorile acestor diviziuni în unități de măsură. În acest caz, constanta dispozitivului, adică numărul de unități măsurate corespunzător unei diviziuni a scalei se găsește prin formulele:

pentru un voltmetru

pentru un ampermetru

pentru wattmetru

unde Unom și Aznom — tensiunea nominală și curentul dispozitivului, respectiv, αmah — numărul total de diviziuni ale scalei.

În ampermetrele electrodinamice pentru curent nominal de până la 0,5 A și voltmetre, ambele înfășurări ale dispozitivului sunt conectate în serie între ele și în ampermetre cu un domeniu de măsurare mai mare de 0,5 A - în paralel.

Extinderea limitelor de măsurare ale ampermetrelor electrodinamice este oferită prin împărțirea bobinei staționare în secțiuni, ceea ce vă permite să schimbați intervalul de măsurare al dispozitivului la jumătate, precum și să utilizați măsurarea șunturilor a transformatoarelor de curent continuu si de masurare a curentului la masurarea in circuite de curent alternativ.

Extinderea limitelor de măsurare ale voltmetrelor electrodinamice se realizează prin utilizarea unor rezistențe suplimentare, iar la măsurarea în circuite de curent alternativ, în plus, folosind transformatoare de măsurare a tensiunii.

Orez. 1. Scheme de conectare a unui wattmetru monofazat: a — direct în rețea, b — prin transformatoare de măsurare a tensiunii și curentului.

Dintre dispozitivele de măsurare electrodinamică, cel mai răspândit este un wattmetru (Fig.1, a), în care o bobină fixă ​​cu un număr mic de spire ale unui fir gros este conectată în serie în circuit, iar una mobilă - conectată la o carcasă încorporată sau la un rezistor suplimentar extern - în paralel cu acea secțiune a circuitului în care se măsoară puterea. Pentru a devia săgeata wattmetrului în direcția necesară, trebuie respectate regulile de pornire a dispozitivului: energia electrică trebuie să intre în dispozitiv din partea bornelor generatorului ale înfășurărilor, care sunt marcate pe dispozitiv cu „*” .

Scara de pe fiecare wattmetru indică tensiunea nominală și curentul pentru care este proiectat dispozitivul. Dacă este necesar, este permisă aducerea tensiunii și curentului până la 120% din valorile lor nominale în decurs de 2 ore.Unele wattmetre electrodinamice au domenii variabile de măsurare atât pentru tensiunea nominală, cât și pentru curentul nominal, de exemplu 30/75/150 /300 V și 2,5/5 A.

Expansiunea scării curente a wattmetrelor electrodinamice se face în același mod ca și ampermetrele electrodinamice, iar extinderea scalei de tensiune este similară cu voltmetrele electrodinamice. Dacă wattmetrul electrodinamic este pornit prin transformatoare de măsurare a tensiunii și a curentului (Fig. 1, b), puterea măsurată se găsește prin formula

unde K.ti și Ki — rapoarte de transformare nominale, respectiv, ale transformatoarelor de tensiune și curent de măsurare, ° СW — constanta wattmetrului, α — numărul de diviziuni citite de dispozitiv.

Când este pornit contor de fază electrodinamic în circuitul de curent alternativ (Fig.2) este necesar să se asigure că firele care alimentează dispozitivul sunt conectate la bornele generatorului marcate pe dispozitiv cu „*”. O astfel de conexiune directă este posibilă dacă tensiunea de rețea corespunde tensiunii nominale a fazorului și curentul de sarcină nu depășește curentul nominal al acestuia. actual.

Tensiunea nominală și curentul fazorului sunt afișate pe scara acestuia, unde există, de asemenea, denumiri: «IND» pentru partea scalei corespunzătoare curentului care întârzie tensiunea și «EMK» pentru partea de scară corespunzătoare curent de conducere. În cazul în care tensiunea și curentul circuitului depășesc tensiunea nominală și curentul corespunzătoare ale fazorului, acesta trebuie pornit prin transformatoarele de tensiune și curent de măsurare corespunzătoare.

Orez. 2. Schema de circuit a contorului de fază.

Dispozitivele ferodinamice sunt similare cu dispozitivele electrodinamice, dar diferă de ele printr-un câmp magnetic îmbunătățit al unei bobine staționare datorită unui miez magnetic din material ferimagnetic, care crește cuplul, crește sensibilitatea, slăbește influența câmpurilor magnetice externe și reduce consumul. a energiei electrice. Precizia instrumentelor de măsură ferodinamice este mai mică decât acuratețea instrumentelor electrodinamice. De asemenea, sunt potrivite pentru utilizarea pe circuite de curent alternativ cu o frecvență de la 10 Hz la 1,5 kHz.

Orez. 3. Schema schematică a unui contor de frecvență ferodinamic

Orez. 4. Schema de pornire a contorului de frecvență: a — direct în rețea, b — prin rezistența suplimentară

Frecvențametrele ferrodinamice sunt de obicei conectate la o rețea de tensiune alternativă în paralel sau printr-un dispozitiv suplimentar de control de la distanță (Fig.4, a, b), care este un circuit electric cu rezistențe, bobine inductive și condensatoare situate într-o carcasă separată. Când porniți contorul de frecvență, trebuie să verificați dacă tensiunea rețelei corespunde tensiunii nominale a dispozitivului, care este indicată pe scara acestuia. Frecvențametrele ferrodinamice sunt produse și fără dispozitive suplimentare pentru mai multe tensiuni nominale, fiecare dintre acestea corespunzând unei cleme specifice a dispozitivului și unei cleme comune marcate cu «*».