Elektrodinamički i ferodinamički mjerni instrumenti

Elektrodinamički i ferodinamički uređaji temelje se na principu interakcije struja različitih zavojnica, od kojih je jedna nepomična, a druga može promijeniti svoj položaj u odnosu na prvu. Električna energija se dovodi pokretnoj zavojnici uređaja putem zavojnih opruga ili žica.

Elektrodinamički i ferodinamički mjerni uređaji koriste se za mjerenje struje, napona, snage i drugih električnih veličina istosmjerne i izmjenične struje. Ljestvice voltmetara i ampermetara su neujednačene, a vatmetri su praktički isti.

Elektrodinamički uređaji pružaju najveću točnost pri mjerenju u krugovima izmjenične struje s frekvencijom do 20 kHz, ali ne podnose preopterećenje, razlikuju se u značajnoj potrošnji električne energije, a na njihova očitanja utječu vanjska magnetska polja.

Da bi se ovaj utjecaj smanjio u uređajima visoke klase točnosti koristi se oklopna i astatička konstrukcija mjernog sustava. Trošak elektrodinamičkih uređaja je visok.

Skala elektrodinamičkih mjernih instrumenata često je podijeljena na podjele bez navođenja vrijednosti tih podjela u mjernim jedinicama. U ovom slučaju, konstanta uređaja, tj. broj mjernih jedinica koji odgovara jednom podjelu ljestvice nalazi se po formulama:

za voltmetar

za ampermetar

za vatmetar

gdje su Unom i Aznom — nazivni napon i struja uređaja, odnosno, αmah — ukupni broj podjela na ljestvici.

U elektrodinamičkim ampermetrima za nazivnu struju do 0,5 A i voltmetrima, oba namota uređaja povezana su serijski jedan s drugim, au ampermetrima s rasponom mjerenja većim od 0,5 A - paralelno.

Proširenje mjernih granica elektrodinamičkih ampermetara osigurava se dijeljenjem stacionarne zavojnice na dijelove, što vam omogućuje promjenu raspona mjerenja uređaja na pola, kao i korištenje mjerni shuntovi istosmjernih i mjernih strujnih transformatora pri mjerenju u krugovima izmjenične struje.

Proširenje mjernih granica elektrodinamičkih voltmetara postiže se upotrebom dodatnih otpornika, a pri mjerenju u krugovima izmjenične struje dodatno upotrebom naponskih mjernih transformatora.

Riža. 1. Sheme za spajanje jednofaznog vatmetra: a - izravno u mrežu, b - kroz mjerne transformatore napona i struje.

Od elektrodinamičkih mjernih uređaja najrasprostranjeniji je vatmetar (sl.1, a), u kojem je fiksna zavojnica s malim brojem zavoja debele žice spojena u seriju u krugu, a pomična - spojena na ugrađeno kućište ili na vanjski dodatni otpornik - paralelno s onaj dio kruga u kojem se mjeri snaga. Kako bi se strelica vatmetra skrenula u željenom smjeru, moraju se poštivati ​​pravila za uključivanje uređaja: električna energija mora ulaziti u uređaj sa strane stezaljki namota generatora, koji su na uređaju označeni sa "*" .

Ljestvica na svakom vatmetru pokazuje nazivni napon i struju za koju je uređaj namijenjen. Ako je potrebno, dopušteno je dovesti napon i struju do 120% njihovih nazivnih vrijednosti unutar 2 sata. Neki elektrodinamički vatmetri imaju promjenjive mjerne raspone za nazivni napon i nazivnu struju, na primjer 30/75/150 /300 V i 2,5/5 A.

Proširenje strujne skale elektrodinamičkih vatmetara vrši se na isti način kao i elektrodinamički ampermetri, a proširenje naponske skale slično je elektrodinamičkim voltmetrima. Ako je elektrodinamički vatmetar uključen kroz naponske i strujne mjerne transformatore (slika 1, b), izmjerena snaga nalazi se formulom

gdje su K.ti i Ki — nazivni omjeri transformacije, redom, mjernih naponskih i strujnih transformatora, ° SW — konstanta vatmetra, α — broj podjela koje očitava uređaj.

Kada je uključen elektrodinamički mjerač faze u krugu izmjenične struje (sl.2) potrebno je osigurati da su žice koje napajaju uređaj spojene na stezaljke generatora označene na uređaju sa "*". Takav izravni spoj moguć je ako mrežni napon odgovara nazivnom naponu fazora i struja opterećenja ne prelazi njegovu nazivnu struju. Trenutno.

Nazivni napon i struja fazora prikazani su na njegovoj skali, gdje se nalaze i oznake: «IND» za dio skale koji odgovara struji koja zaostaje za naponom, a «EMK» za dio skale koji odgovara vodeća struja. U slučaju da napon i struja strujnog kruga premašuju odgovarajući nazivni napon i struju fazora, potrebno ga je uključiti preko odgovarajućih mjernih naponskih i strujnih transformatora.

Riža. 2. Shema spoja mjerača faze.

Ferodinamički uređaji slični su elektrodinamičkim uređajima, ali se od njih razlikuju po pojačanom magnetskom polju nepomične zavojnice zbog magnetske jezgre od ferimagnetskog materijala, čime se povećava moment, povećava osjetljivost, slabi utjecaj vanjskih magnetskih polja i smanjuje potrošnja električne energije. Točnost ferodinamičkih mjernih instrumenata manja je od točnosti elektrodinamičkih instrumenata. Također su prikladni za korištenje u krugovima izmjenične struje s frekvencijom od 10 Hz do 1,5 kHz.

Riža. 3. Shema ferodinamičkog brojača frekvencija

Riža. 4. Shema uključivanja frekvencijskog mjerača: a - izravno u mreži, b - kroz dodatni otpor

Ferodinamički mjerači frekvencije obično se spajaju na mrežu izmjeničnog napona paralelno ili preko dodatnog uređaja za daljinsko upravljanje (Sl.4, a, b), koji je električni krug s otpornicima, induktivnim zavojnicama i kondenzatorima koji se nalaze u zasebnom kućištu. Prilikom uključivanja mjerača frekvencije treba provjeriti odgovara li mrežni napon nazivnom naponu uređaja koji je naznačen na njegovoj ljestvici. Ferodinamički mjerači frekvencije također se proizvode bez dodatnih uređaja za nekoliko nazivnih napona, od kojih svaki odgovara određenom stezaljki uređaja i zajedničkoj stezaljci označenoj sa «*».