Elektrodynamische en ferrodynamische meetinstrumenten

Elektrodynamische en ferrodynamische apparaten zijn gebaseerd op het principe van interactie van stromen van verschillende spoelen, waarvan er één stationair is en de andere zijn positie ten opzichte van de eerste kan veranderen. Elektrische energie wordt geleverd aan de bewegende spoel van het apparaat via spiraalveren of draden.

Elektrodynamische en ferrodynamische meetinstrumenten worden gebruikt om stroom, spanning, vermogen en andere elektrische grootheden van gelijk- en wisselstroom te meten. De schalen van voltmeters en ampèremeters zijn ongelijk en wattmeters zijn praktisch hetzelfde.

Elektrodynamische apparaten bieden de hoogste nauwkeurigheid bij het meten in wisselstroomcircuits met een frequentie tot 20 kHz, maar ze tolereren geen overbelasting, verschillen in aanzienlijk verbruik van elektrische energie en hun meetwaarden worden beïnvloed door externe magnetische velden.

Om deze invloed in apparaten met een hoge nauwkeurigheidsklasse te verminderen, worden afscherming en astatische constructie van het meetsysteem gebruikt. De kosten van elektrodynamische apparaten zijn hoog.

De schaal van elektrodynamische meetinstrumenten is vaak onderverdeeld in divisies zonder de waarden van deze divisies in meeteenheden aan te geven. In dit geval is de apparaatconstante, d.w.z. het aantal gemeten eenheden dat overeenkomt met één schaalverdeling wordt gevonden door de formules:

voor een voltmeter

voor een ampèremeter

voor wattmeter

waar Unom en Aznom - respectievelijk nominale spanning en stroom van het apparaat, αmah - het totale aantal divisies van de schaal.

In elektrodynamische ampèremeters voor nominale stroom tot 0,5 A en voltmeters zijn beide wikkelingen van het apparaat in serie met elkaar geschakeld, en in ampèremeters met een meetbereik van meer dan 0,5 A - parallel.

Het uitbreiden van de meetlimieten van elektrodynamische ampèremeters wordt geboden door de stationaire spoel in secties te verdelen, waardoor u het meetbereik van het apparaat in tweeën kunt veranderen en ook kunt gebruiken shunts meten van gelijkstroom en meetstroomtransformatoren bij het meten in wisselstroomcircuits.

Het verlengen van de meetgrenzen van elektrodynamische voltmeters wordt bereikt door het gebruik van extra weerstanden en bij metingen in wisselstroomcircuits bovendien door spanningsmeettransformatoren te gebruiken.

Rijst. 1. Schema's voor het aansluiten van een enkelfasige wattmeter: a — direct in het netwerk, b — via spannings- en stroommeettransformatoren.

Van de elektrodynamische meetinstrumenten is de meest voorkomende een wattmeter (afb.1, a), waarin een vaste spoel met een klein aantal windingen van een dikke draad in serie is geschakeld in het circuit, en een beweegbare spoel - aangesloten op een ingebouwde behuizing of op een externe extra weerstand - parallel aan dat deel van het circuit waarin het vermogen wordt gemeten. Om de pijl van de wattmeter in de gewenste richting af te buigen, moeten de regels voor het inschakelen van het apparaat worden nageleefd: elektrische energie moet het apparaat binnenkomen vanaf de zijkant van de generatoraansluitingen van de wikkelingen, die op het apparaat zijn gemarkeerd met "*" .

De schaal op elke wattmeter geeft de nominale spanning en stroom aan waarvoor het apparaat is ontworpen. Indien nodig is het toegestaan ​​om de spanning en stroom binnen 2 uur op 120% van hun nominale waarden te brengen.Sommige elektrodynamische wattmeters hebben variabele meetbereiken voor zowel nominale spanning als nominale stroom, bijvoorbeeld 30/75/150/300 V en 2,5/5 A.

Huidige schaaluitbreiding van elektrodynamische wattmeters gebeurt op dezelfde manier als elektrodynamische ampèremeters, en spanningsschaaluitbreiding is vergelijkbaar met elektrodynamische voltmeters. Als de elektrodynamische wattmeter wordt ingeschakeld via spannings- en stroommeettransformatoren (Fig. 1, b), wordt het gemeten vermogen gevonden met de formule

waarbij K.ti en Ki — respectievelijk nominale transformatieverhoudingen van meetspannings- en stroomtransformatoren, ° СW — wattmeterconstante, α — het aantal divisies dat door het apparaat wordt gelezen.

Wanneer ingeschakeld elektrodynamische fasemeter in het wisselstroomcircuit (afb.2) het is noodzakelijk om ervoor te zorgen dat de draden die stroom leveren aan het apparaat zijn aangesloten op de generatorklemmen die op het apparaat zijn gemarkeerd met "*". Een dergelijke directe aansluiting is mogelijk als de netspanning overeenkomt met de nominale spanning van de fasor en de belastingsstroom de nominale stroom niet overschrijdt. huidig.

De nominale spanning en stroom van de fasor worden weergegeven op de schaal, waar ook aanduidingen zijn: «IND» voor het deel van de schaal dat overeenkomt met de stroom die achterblijft bij de spanning, en «EMK» voor het deel van de schaal dat overeenkomt met de leidende stroom. In het geval dat de spanning en stroom van het circuit de overeenkomstige nominale spanning en stroom van de fasor overschrijden, moet deze worden ingeschakeld via de overeenkomstige meetspanning en stroomtransformatoren.

Rijst. 2. Schakelschema van de fasemeter.

Ferrodynamische apparaten zijn vergelijkbaar met elektrodynamische apparaten, maar verschillen van hen in een verbeterd magnetisch veld van een stationaire spoel dankzij een magnetische kern van ferrimagnetisch materiaal, dat het koppel verhoogt, de gevoeligheid verhoogt, de invloed van externe magnetische velden verzwakt en het verbruik vermindert van elektrische energie. De nauwkeurigheid van ferrodynamische meetinstrumenten is lager dan de nauwkeurigheid van elektrodynamische instrumenten. Ze zijn ook geschikt voor gebruik op wisselstroomcircuits met een frequentie van 10 Hz tot 1,5 kHz.

Rijst. 3. Schematisch diagram van een ferrodynamische frequentieteller

Rijst. 4. Schakelschema van de frequentiemeter: a — direct in het netwerk, b — via de extra weerstand

Ferrodynamische frequentiemeters worden meestal parallel of via een extra afstandsbediening aangesloten op een wisselspanningsnetwerk (afb.4, a, b), een elektrisch circuit met weerstanden, inductieve spoelen en condensatoren in een aparte behuizing. Bij het inschakelen van de frequentiemeter moet u controleren of de netspanning overeenkomt met de nominale spanning van het apparaat, die op de schaal wordt aangegeven. Ferrodynamische frequentiemeters worden ook geproduceerd zonder extra apparaten voor verschillende nominale spanningen, die elk overeenkomen met een specifieke klem van het apparaat en een gemeenschappelijke klem gemarkeerd met «*».