Измерительного преобразователя. магнитоэлектрические преобразователи. Все электромеханические преобразователи в зависимости от принципа действия

Все электромеханические преобразователи в зависимости от принципа действия, т.е. от способа преобразования электромагнитной энергии измерительного сигнала в механическую энергию перемещения подвижной части преобразователя, можно дифференцировать на следующие основные группы:

- магнитоэлектрические преобразователи;

- электродинамические преобразователи;

- электромагнитные преобразователи;

- электростатические преобразователи;

- индукционные преобразователи.

Принцип действия электродинамических преобразователей основан на взаимодействии магнитных полей токов, протекающих по неподвижной и подвижной катушкам (или системам катушек). Электродинамический преобразователь, конструкция которого и схема соединения катушек приведены на рисунке 3.1,а,б соответственно.

 

а

б

Рисунок 3.1 – Электродинамический преобразователь

Неподвижные катушки 1, как правило, выполняют из двух секций, разнесенных в пространстве.Выполняются неподвижные катушки, как правило, из медного провода. Подвижная катушка 2 выполняется из медного или алюминиевого провода и размещается внутри неподвижной. Токопроводящими проводниками подвижной катушки служат упругие элементы (спиральные пружины 3), создающие механический противодействующий момент, или безмоментные проводники в логометрах.

Для создания необходимой степени успокоения подвижной части в электродинамических преобразователях используют воздушные или магнитоиндукционные (при наличии магнитного экрана) успокоители.

Функция преобразования электродинамического преобразователя для переменных токов запишется в виде

.

Можно сделать некоторые выводы о свойствах, достоинствах и недостатках электродинамических преобразователей:

- угол отклонения подвижной части электродинамических преобразователей пропорционален произведению среднеквадратических значений токов, протекающих по неподвижной и подвижной катушкам;

- функция преобразования электродинамических ИП нелинейна, так как характер ее определяется произведением токов в катушках и законом изменения взаимной индуктивности при повороте подвижной катушки;

- электродинамические преобразователи в отличие от ИП других групп имеют две цепи протекания тока, и угол отклонения подвижной части в них определяется произведением токов в катушках и фазовым сдвигом между этими токами, т.е. преобразователи обладают множительными и фазочувствителъными свойствами и могут служить основой для создания не только вольтметров и амперметров, но и ваттметров, фазометров и других приборов;

- возникновение вращающего момента в электродинамических ИП обусловливается взаимодействием магнитных потоков в воздухе, а не в ферромагнитных сердечниках, обладающих такими нежелательными свойствами, как явления гистерезиса вихревых токов, нелинейности характеристик и др. Поэтому у указанных преобразователей отсутствуют погрешности, характерные для преобразователей с ферромагнитными сердечниками, и приборы, выполненные на их основе, могут быть изготовлены с высоким классом точности;

- чувствительность электродинамических ИП невысока вследствие того, что М_ВР создается слабыми магнитными потоками, действующими в воздухе. Значит, собственное потребление мощности у электродинамических преобразователей достаточно велико;

- у электродинамических ИП могут возникать большие погрешности из-за влияния внешнего магнитного поля, так как собственное магнитное поле у них мало.

Целый ряд электродинамических приборов создается на основе логометрического преобразователя. Электродинамический логометрический преобразователь (рисунок 3.2) состоит из неподвижной двухсекционной катушки 1 и двух жестко закрепленных на оси подвижных катушек 2 и 3. Токи I₁ и I₂ подводятся к подвижным катушкам с помощью безмоментных проводников. Направления токов выбираются такими, чтобы моменты M₁ и M₂, возникающие в результате взаимодействия магнитных полей каждого из токов с магнитным полем тока I в неподвижной катушке, вызывали взаимно противоположные перемещения подвижной части. Отсчет преобразованных значений тока производится с помощью стрелки 4, закрепленной на оси преобразователя, и шкалы 5.

Рисунок 3.2 – Электродинамический преобразователь с электрическим

противодействующим моментом (логометр)

Уравнение шкалы электродинамического логометра запишется в виде

,                                    (3.9)

 

Таким образом, угол поворота подвижной части электродинамического логометра определяется отношением проекций токов I₁, I₂ в его подвижных катушках на направление тока I в неподвижной катушке.

Однако электродинамические преобразователи, как с механическим противодействующим моментом, так и логометры, обладают низкой чувствительностью и значительным собственным потреблением мощности.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: