Магнитоэлектрические измерительные механизмы.

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 26Следующая ⇒

В магнитоэлектрических измерительных механизмах перемещение подвижной части вызывается силами взаимодействия поля постоянного магнита и тока, проходящего по катушке.

Рис. 2.1.5 Путь тока в измерительном механизме магнитоэлектрической системы

Измерительный механизм (рис. 2.1.4) состоит из неподвижной магнитной цепи и подвижной части. Магнитная цепь образуется постоянным магнитом NS, двумя стальными пластинами с укрепленными на их концах полюсными башмаками N'S' и стальным цилиндром 1. В зазоре между цилиндром и полюсными башмаками образуется однородное радиальное магнитное поле. Постоянный магнит изготовляется из высококачественных никель-алюминиево-кобальтовых сталей с большой удельной магнитной энергией, что

позволяет получить в зазоре магнитную индукцию 0, 2 – 0, 3 Тл. Остальные части магнитопровода изготовляются из магнитомягких сталей. Подвижная часть измерительного механизма включает прежде всего рамку 2, состоящую из легкого прямоугольного алюминиевого каркаса с наложенной на него обмоткой из медной или алюминиевой изолированной проволоки (d = 0, 02 ¸ 0, 2 мм). На рамке крепятся две пластины с полуосями – кернами, установленными в опорах. На одной из полуосей укрепляются внутренние концы спиральных пружин, втулка с указательной стрелкой и противовесами.

Рис. 2.1.6. Получение тормозного момента

На рис. 2.1.5 показан путь тока: от одного зажима прибора, через спиральную пружину, обмотку рамки, вторую пружину и ко второму зажиму прибора. В результате взаимодействия тока, проходящего по обмотке рамки, и магнитного поля в зазоре магнитопровода возникают электромагнитные силы F – F, действующие на рамку. Вращающий момент, созданный этой парой сил, вызывает поворот подвижной части. Электромагнитная сила равна , а вращающий момент будет ,

где I – ток в рамке;

В – магнитная индукция в зазоре;

l - активная длина одной стороны рамки;

b – ширина рамки;

S = l b – активная площадь рамки.

Установившееся положение подвижной части определяется равенством вращающего и противодействующего моментов, которое можно записать в виде: I B S w = Da, откуда угол поворота подвижной части пропорционален току, и, следовательно, прибор имеет равномерную или пропорциональную шкалу. Ток в рамке

может быть определен по углу поворота подвижной части измерительного механизма и постоянной по току С_I. Чувствительность измерительного механизма к току , постоянная механизма по току .

У некоторых измерительных механизмов чувствительность S_I можно регулировать путем изменения индукции В в воздушном зазоре. Это изменение производится при помощи магнитного шунта – пластины из мягкого ферромагнитного материала, расположенной около полюсных башмаков, образующей вторую параллельную ветвь в магнитопроводе. Успокоителем рассматриваемого механизма служит каркас рамки. При движении подвижной части изменяется магнитный поток, пронизывающий каркас (рис. 2.1.6), и в нем наводится ЭДС. Эта ЭДС вызывает в каркасе ток i_т, взаимодействие которого с полем магнита создает тормозную силу, обеспечивающую быстрое успокоение. Время успокоения подвижной части магнитоэлектрических приборов не превышает 2 – 3 с.

При прохождении через измерительный механизм магнитоэлектрической системы переменного тока i вращающий момент М = В i Sw будет изменяться пропорционально току. Вследствие значительного момента инерции подвижной части и большого периода собственных колебаний угол поворота подвижной части при технической частоте будет определяться средним за период значением вращающего момента:

Рис. 2.1.7. Два варианта измерительного механизма логометра магнитоэлектрической системы

Из выражения следует, например, что при синусоидальном токе, среднее значение которого за период равно нулю, вращающий момент и угол поворота подвижной части также будут равны нулю. А нагревание подвижной части, определяемое действующим значением тока, не будет равно нулю, т.е. катушка прибора может сгореть, а прибор выйти из строя.

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒