Fasemeters en synchroscopen

Fasemeters worden gebruikt om bijvoorbeeld de fasehoek van een wisselstroom te bepalen ten opzichte van de spanning die deze veroorzaakt.

Het stationaire deel van het meetmechanisme van de fasemeter omvat drie spoelen, waarvan twee 1 en 2 de vorm van frames hebben. Ze zijn ten opzichte van elkaar verschoven onder een hoek van 120 ° (Fig. 1, a). De cilindrische spoel 3 bevindt zich binnen de spoelen 1 en 2 coaxiaal met het beweegbare deel.

Het beweegbare deel wordt gevormd door een as 4, aan de uiteinden waarvan kernen 5 zijn bevestigd in de vorm van dunne platen, 180 ° ten opzichte van elkaar verschoven en bloembladen genoemd. De as en bloembladen zijn gemaakt van zacht magnetisch materiaal en vormen een Z-vormige structuur (afb. 1, b). Het meetmechanisme heeft geen tegengesteld moment dat door de veer wordt gecreëerd, daarom kan het apparaat in kwestie worden toegeschreven aan verhoudingen.

In afb. 2 toont het schema voor het inschakelen van de fasemeter. Wikkelingen 1 en 2 zijn opgenomen in de doorsnijding van twee draden van een driefasige lijn, en wikkeling 3 staat in serie met een weerstand Rd, die een aanzienlijke actieve weerstand heeft, is verbonden met de netspanning.De lineaire stromen die door deze wikkelingen vloeien, zijn ten opzichte van elkaar in fase verschoven met 120 °, in verband waarmee wikkelingen 1 en 2 een roterende magnetische flux Ф12 creëren, alsof ze een belastingsstroomvector vertegenwoordigen. De frequentie van zijn rotatie hangt af van de frequentie van de stromen I1 en I2... In één periode maakt de stroom F12 een volledige omwenteling.

Aangezien de weerstand van de weerstand Rq groot is in vergelijking met de reactantie van spoel 3, is de stroom Az3 in fase met de netspanning. Spoel 3 creëert als resultaat van een sinusvormige stroomverandering een pulserende magnetische flux F3, die bijna sinusvormig is. De symmetrieas van deze stroming ligt vast in de ruimte en valt altijd samen met de as van het bewegende deel van het mechanisme. De flux F3 is gesloten langs de as 4 van het beweegbare deel, de bloembladen en het vaste externe cilindrische magnetische circuit.

Rijst. 1. Meetmechanisme voor de verhouding van het elektromagnetische systeem in de vorm van een Z-vormige kern

Rijst. 2. Schakelschema van de fasemeter van het elektromagnetische systeem

De fluxen F12 en F3, gesloten in verschillende vlakken, magnetiseren het bewegende deel van het meetmechanisme. Aangezien de waarde van de flux Ф12 constant is, bereikt de magnetisatie van de as en bloembladen de hoogste waarde op het moment dat de flux Ф3 de grootste waarde passeert. Door de werking van traagheidskrachten wordt het beweegbare deel onbeweeglijk gefixeerd in een positie die overeenkomt met de grootste magnetisatie, d.w.z. de positie van de roterende flux Ф12 op het moment dat de flux Ф3 zijn maximale waarde bereikt.

Houd er rekening mee dat de positie van de roterende flux ten opzichte van het stationaire deel van het apparaat op het moment van passage van de flux Ф3 en de stroom Аз3 door de waarde van de amplitude afhangt van de hoek φ verandering tussen de belastingsstroom en de spanning. Gegeven dit, de positie ingenomen door het bewegende deel (en dus de wijzer van het apparaat) ten opzichte van de schaal, d.w.z. de hoek α kenmerkt de faseverschuiving tussen de belastingsstroom en spanning.

Een phasometer die volgens dit principe werkt, meet faseverschuivingen met capacitieve en inductieve belastingen. De schaal van het apparaat kan worden gegradueerd in hoekwaarden φ of cosφ... In het eerste geval is het uniform, in het tweede geval ongelijk.

Fasometer Ts302

Synchronoscopen

Het beschouwde meetmechanisme wordt ook gebruikt in de synchroscoop, een apparaat dat wordt gebruikt bij het aansluiten van synchrone generatoren voor parallelbedrijf.

Het schema voor het inschakelen van de synchroscoop wordt getoond in Fig. 3.

Rijst. 3. Schakelschema van de synchronoscoop van het elektromagnetische systeem

De opbouw van de spoelen 1, 2 en 3 van het meetmechanisme is gelijk aan de opbouw van de corresponderende spoelen van de fasemeter, maar ze zijn gemaakt van dun koperdraad met een groot aantal windingen, waardoor de spoelen een grote weerstand hebben. Spoel 3 is verbonden met de lijnspanning van het netwerk, spoelen 1 en 2 - met de lijnspanningen van de aangesloten synchrone machine. De weerstanden zijn in serie geschakeld met de spoelen R enzovoort.

Zoals vermeld, is het bewegende deel van het meetmechanisme gemonteerd in het resulterende magnetische veld van de drie spoelen, zodat de as van de lobben van het bewegende deel samenvalt met de richting van het roterende veld Ф12, waarin het zal worden opgevangen door de amplitudewaarde van het pulserende veld F3.

Deze positie van de lobben van het bewegende deel met dezelfde frequentie van de stroom in de wikkelingen van de spoelen hangt af van de faseverschuiving tussen de stromen I1 en Az2 in de wikkelingen van de spoelen 1, 2 en de stroom Az3 in de wikkeling van de spoel 3. Stromen I1 en Az2 vallen praktisch in fase samen met de lijnspanning van de synchrone generator en de stroom Az3 - met de netspanning (van de weerstand van de weerstand Rq is groot).

Als gevolg ° С Het indicatie-apparaat van de synchroscoop zal dus, wanneer de frequenties van de netstroom en de aangesloten generator gelijk zijn, direct de faseverschuiving tussen de lijnspanningen van deze driefasige systemen aangeven.

Rijst. 4. Aansluitschema's: a — synchroscoop, b — fasometer van het elektromagnetische systeem

Rijst. 5. Synchronoscoop type E1605

Bij synchronisatie zijn de frequentie van de netstroom en de stroom van de aangesloten generator niet gelijk. Dit resulteert in een continue verandering in de fasehoek tussen de lijnspanning en e. enz. v. generator en dus tot een verandering in de positie van de bloembladen ten opzichte van de stationaire spoelen. Omdat het beweegbare deel van de synchroscoop in elke hoek kan worden gedraaid, draait de aanwijzer.

De draairichting is afhankelijk van het teken van het frequentieverschil tussen het net en de aangesloten generator. Hoe kleiner dit verschil, hoe langzamer de rotatie van de synchroscoopaanwijzer.

De schaal van het apparaat heeft een teken dat overeenkomt met de tegenfasepositie van de spanningsvectoren en e. enz.v. gesynchroniseerde objecten. De synchrone machine moet worden aangesloten op de stationsbussen tijdens de gasmaskerpositie van de vectoren van e. enz. pp. en busspanningen.

In afb. 4 toont een bedradingsschema van een elektromagnetische fasemeter en een bedradingsschema van een elektromagnetische synchroscoop.