Электродинамические и ферродинамические фазометры

⇐ ПредыдущаяСтр 19 из 26Следующая ⇒

Измеряя ток, напряжение и мощность цепи переменного тока, можно коэффициент мощности ее определить по формуле . Этот способ измерения не точен, имеет ряд недостатков и применяется редко. Коэффициент мощности обычно измеряется фазометрами. Применяются электродинамические, ферродинамические и электромагнитные фазометры.

Рис. 3.6.1. Схема электродинамического фазометра

Рис. 3.6.2. Векторная диаграмма электродинамического фазометра

Рис. 3.6.3. Параллельная цепь фазометра типа ЭЛФ

Электродинамический фазометр представляет собой логометр. Неподвижная катушка его является катушкой тока (рис. 3.6.1). Подвижные катушки вместе с добавочными резисторами образуют две параллельные ветви цепи напряжения. В одной из этих ветвей ток I₁ совпадает по фазе с напряжением, так как добавочный резистор имеет активное R_д сопротивление. В другой ветви ток I₂ отстает по фазе от напряжения на 90° (рис. 3.6.2), так как добавочный резистор (рис. 3.6.1) имеет реактивное сопротивление Х_Lд. Угол поворота подвижной части логометра

. При постоянных сопротивлениях параллельных ветвей неизменно отношение токов I₂ и I₁; при этом

т.е. угол поворота подвижной части фазометра зависит от угла j сдвига фаз между током и напряжением цепи. Шкала фазометра градуируется в единицах угла j или cos j.

Показания электродинамического фазометра зависят от частоты, так как при ее изменении сопротивление резистора (R_д ) первой ветви остается неизменным, а второй ветви (Х_Lд = wL_д) изменяется. Влияние частоты уменьшают, например, в фазометре типа ЭЛФ следующим образом.

Вторая подвижная катушка фазометра (рис. 3.6.3) выполняется из двух одинаковых секций. Последовательно с первой секцией включается добавочная индуктивность wL_д, ток в ней отстает от напряжения примерно на ¼ периода. Последовательно со второй секцией включен добавочный конденсатор с сопротивлением 1/wС_д = wL_д, и ток в ней опережает напряжение на ¼ периода. Так как две секции включены встречно и одинаковые токи находятся в противофазе, то взаимодействие их с током неподвижной катушки вызывает два вращающих момента, равных по модулю и знаку. При изменении частоты, например при ее уменьшении, увеличение тока в первой секции (U/wL_д) компенсируется уменьшением тока во второй секции (UwС_д). Вследствие этого изменение частоты в известных границах не вызывает изменений показаний фазометра.

Электродинамические фазометры трехфазного тока имеют аналогичное устройство, но в двух параллельных ветвях их включены одинаковые активные добавочные резисторы R_д, так как эти ветви включаются на линейные напряжения, сдвинутые по фазе на 60°, например U_АВ и U_АС (рис. 3.6.4). По этому принципу устроены электродинамические фазометры типа Д510. Рассмотренные фазометры можно применять только при симметричной системе напряжений и токов. Показания их не зависят от частоты.

Рис. 3.6.4. Схема включения трехфазного электродинамического фазометра

Рис. 3.6.5. Схема ферродинамического фазометра типа Д342

Рис. 3.6.6. Устройство (а, б) и схема соединения (в) электромагнитного фазометра

Рис. 3.6.7 Фазоуказатель типа И 517

Схема ферродинамического щитового фазометра типа Д342 дана на рис. 3.6.5. Она отличается от предыдущей двумя добавочными резисторами R_В и R_С, что позволяет уменьшить угол сдвига между напряжениями на параллельных катушках и соответственно расширить пределы измерения угла сдвига.

Электромагнитный фазометр

Трехфазный фазометр типа ЭНФ имеет две неподвижные катушки тока А и С (рис. 3.6.6) и одну неподвижную катушку напряжения В, в цепь которой включен добавочный резистор R_д. На одной оси со стрелкой укреплен Z-образный стальной сердечник из двух лепестков, соединенных трубкой. Катушка напряжения создает пульсирующее магнитное поле, линии которого замыкаются через лепестки сердечника. Магнитная индукция в точках пересечения оси с плоскостью лепестков изменяется по закону синуса . Катушки тока расположены под углом 120°. Токи I_А и I_С создают вращающееся поле. Вектор магнитной индукции в точках, расположенных на оси катушек, вращается с угловой скоростью w = 2p / Т.

Под влиянием вращающегося поля подвижный сердечник займет положение, при котором магнитная энергия поля измерительного механизма будет наибольшей. Это соответствует положению лепестков сердечника в направлении вектора индукции вращающегося поля в момент максимума индукции пульсирующего поля. Разным фазным углам сдвига тока относительно напряжения соответствуют разные пространственные положения оси вращающегося поля в момент максимума индукции пульсирующего поля, разными будут и положения сердечника. По углу поворота подвижной части определяют фазный угол сдвига в цепи трехфазного тока.

Фазоуказатель

Для определения последовательности фаз трехфазной цепи применяют фазоуказатели. Один из них (типа И 517) состоит из трех маленьких катушек, соединенных звездой. Над сердечниками катушек расположен алюминиевый диск, который может вращаться.

Соединение зажимов прибора с проводами сети (рис. 3.6.7) вызовет вращение диска, так как катушки создадут бегущее поле, которое, пересекая диск, увлечет его в сторону вращения поля. Если диск вращается в направлении, указанном стрелкой, то последовательность фаз соответствует последовательности расположения зажимов.

⇐ Предыдущая 14 15 16 17 181920 21 22 23 Следующая ⇒