Elektrodinamični in ferodinamični merilni instrumenti
Elektrodinamične in ferodinamične naprave temeljijo na načelu interakcije tokov različnih tuljav, od katerih je ena stacionarna, druga pa lahko spremeni svoj položaj glede na prvo. Električna energija se dovaja gibljivi tuljavi naprave prek vijačnih vzmeti ali žic.
Za merjenje toka, napetosti, moči in drugih električnih veličin enosmernega in izmeničnega toka se uporabljajo elektrodinamične in ferodinamične merilne naprave. Lestvice voltmetrov in ampermetrov so neenakomerne, vatmetri pa so praktično enaki.
Elektrodinamične naprave zagotavljajo največjo natančnost pri merjenju v tokokrogih izmeničnega toka s frekvenco do 20 kHz, vendar ne prenašajo preobremenitve, se razlikujejo po znatni porabi električne energije, na njihove odčitke pa vplivajo zunanja magnetna polja.
Za zmanjšanje tega vpliva se v napravah z visokim razredom točnosti uporablja oklopna in astatična konstrukcija merilnega sistema. Stroški elektrodinamičnih naprav so visoki.
Lestvica elektrodinamičnih merilnih instrumentov je pogosto razdeljena na razdelke brez navedbe vrednosti teh razdelkov v merskih enotah. V tem primeru je konstanta naprave, tj. število merjenih enot, ki ustreza enemu razdelku lestvice, se ugotovi po formulah:
za voltmeter
za ampermeter
za vatmeter
kjer sta Unom in Aznom - nazivna napetost in tok naprave, αmah - skupno število razdelkov lestvice.
V elektrodinamičnih ampermetrih za nazivni tok do 0,5 A in voltmetrih sta oba navitja naprave zaporedno povezana med seboj, v ampermetrih z merilnim območjem nad 0,5 A - vzporedno.
Razširitev merilnih meja elektrodinamičnih ampermetrov je zagotovljena z razdelitvijo stacionarne tuljave na odseke, kar vam omogoča, da spremenite merilno območje naprave na polovico in uporabite merilni šantovi enosmernih in merilnih tokovnih transformatorjev pri merjenju v tokokrogih izmeničnega toka.
Razširitev merilnih meja elektrodinamičnih voltmetrov dosežemo z uporabo dodatnih uporov, pri meritvah v tokokrogih izmeničnega toka pa še z uporabo napetostnih merilnih transformatorjev.
riž. 1. Sheme za priključitev enofaznega vatmetra: a - neposredno v omrežju, b - preko napetostnih in tokovnih merilnih transformatorjev.
Med elektrodinamičnimi merilnimi napravami je najbolj razširjen vatmeter (sl.1, a), v katerem je fiksna tuljava z majhnim številom ovojev debele žice zaporedno povezana v tokokrog, premična - povezana z vgrajenim ohišjem ali zunanjim dodatnim uporom - vzporedno z tisti del vezja, v katerem se meri moč. Da bi puščico vatmetra odvrnili v želeno smer, je treba upoštevati pravila za vklop naprave: električna energija mora vstopiti v napravo s strani generatorskih sponk navitij, ki so na napravi označene z "*" .
Skala na vsakem vatmetru označuje nazivno napetost in tok, za katerega je naprava zasnovana. Če je potrebno, je dovoljeno napetost in tok dvigniti na 120% njihovih nazivnih vrednosti v 2 urah.Nekateri elektrodinamični vatmetri imajo spremenljiva merilna območja za nazivno napetost in nazivni tok, na primer 30/75/150 /300 V in 2,5/5 A.
Razširitev tokovne lestvice elektrodinamičnih vatmetrov se izvede na enak način kot elektrodinamični ampermetri, razširitev napetostne lestvice pa je podobna elektrodinamičnim voltmetrom. Če je elektrodinamični vatmeter vklopljen prek napetostnih in tokovnih merilnih transformatorjev (slika 1, b), se izmerjena moč ugotovi po formuli
kjer sta K.ti in Ki — nazivna transformacijska razmerja merilnih napetostnih in tokovnih transformatorjev, ° СW — konstanta vatmetra, α — število razdelkov, ki jih odčita naprava.
Ko je vklopljen elektrodinamični fazni meter v AC tokokrogu (sl.2) potrebno je zagotoviti, da so žice, ki napajajo napravo, povezane s sponkami generatorja, ki so na napravi označene z "*". Takšna neposredna povezava je možna, če omrežna napetost ustreza nazivni napetosti fazorja in bremenski tok ne presega njegovega nazivnega toka. trenutno.
Nazivna napetost in tok fazorja sta prikazana na njegovi skali, kjer sta tudi oznake: «IND» za del lestvice, ki ustreza toku za napetostjo, in «EMK» za del skale, ki ustreza napetosti. vodilni tok. V primeru, da napetost in tok tokokroga presežeta ustrezno nazivno napetost in tok fazorja, ga je treba vklopiti preko ustreznega merilnega napetostnega in tokovnega transformatorja.
riž. 2. Shema vezja faznega števca.
Ferodinamične naprave so podobne elektrodinamičnim napravam, vendar se od njih razlikujejo po povečanem magnetnem polju stacionarne tuljave zaradi magnetnega jedra iz ferimagnetnega materiala, ki poveča navor, poveča občutljivost, oslabi vpliv zunanjih magnetnih polj in zmanjša porabo. električne energije. Točnost ferodinamičnih merilnih instrumentov je nižja od točnosti elektrodinamičnih instrumentov. Primerni so tudi za uporabo v tokokrogih izmeničnega toka s frekvenco od 10 Hz do 1,5 kHz.
riž. 3. Shematski diagram ferodinamičnega frekvenčnega števca
riž. 4. Shema vklopa merilnika frekvence: a - neposredno v omrežju, b - preko dodatnega upora
Ferodinamični merilniki frekvence so običajno priključeni na omrežje izmenične napetosti vzporedno ali prek dodatne naprave za daljinsko upravljanje (sl.4, a, b), ki je električni krog z upori, induktivnimi tuljavami in kondenzatorji, ki se nahajajo v ločenem ohišju. Pri vklopu merilnika frekvence preverite, ali omrežna napetost ustreza nazivni napetosti naprave, ki je navedena na njegovi lestvici. Ferodinamični merilniki frekvence se proizvajajo tudi brez dodatnih naprav za več nazivnih napetosti, od katerih vsaka ustreza določeni sponki naprave in skupni sponki, označeni z «*».