Φασόμετρα και συγχρονοσκόπια

Οι μετρητές φάσης χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό της γωνίας φάσης, για παράδειγμα, ενός εναλλασσόμενου ρεύματος σε σχέση με την τάση που το προκαλεί.

Το ακίνητο τμήμα του μηχανισμού μέτρησης του φασόμετρου περιλαμβάνει τρία πηνία, δύο εκ των οποίων το 1 και το 2 έχουν σχήμα πλαισίων. Μετατοπίζονται μεταξύ τους σε γωνία 120 ° (Εικ. 1, α). Το κυλινδρικό πηνίο 3 βρίσκεται μέσα στα πηνία 1 και 2 ομοαξονικά με το κινητό μέρος.

Το κινητό τμήμα σχηματίζεται από έναν άξονα 4, στα άκρα του οποίου είναι προσαρτημένοι πυρήνες 5 με τη μορφή λεπτών πλακών, μετατοπισμένα μεταξύ τους κατά 180 ° και ονομάζονται πέταλα. Ο άξονας και τα πέταλα είναι κατασκευασμένα από μαλακό μαγνητικό υλικό και σχηματίζουν μια δομή σε σχήμα Ζ (Εικ. 1, β). Ο μηχανισμός μέτρησης δεν έχει αντίθετη ροπή που δημιουργείται από το ελατήριο, επομένως η εν λόγω συσκευή μπορεί να αποδοθεί σε λόγους.

Στο σχ. 2 δείχνει το σχέδιο για την ενεργοποίηση του μετρητή φάσης. Οι περιελίξεις 1 και 2 περιλαμβάνονται στην κοπή δύο συρμάτων μιας τριφασικής γραμμής και η περιέλιξη 3 είναι σε σειρά με μια αντίσταση Rd, η οποία έχει σημαντική ενεργή αντίσταση, συνδέεται με την τάση δικτύου.Τα γραμμικά ρεύματα που διαρρέουν αυτές τις περιελίξεις μετατοπίζονται μεταξύ τους σε φάση κατά 120 °, σε σχέση με τα οποία οι περιελίξεις 1 και 2 δημιουργούν μια περιστρεφόμενη μαγνητική ροή Ф12, σαν να αντιπροσώπευαν ένα διάνυσμα ρεύματος φορτίου. Η συχνότητα περιστροφής του εξαρτάται από τη συχνότητα των ρευμάτων I1 και I2... Σε μια περίοδο η ροή F12 κάνει μια πλήρη περιστροφή.

Δεδομένου ότι η αντίσταση της αντίστασης Rq είναι μεγάλη σε σύγκριση με την αντίδραση του πηνίου 3, το ρεύμα Az3 είναι σε φάση με την τάση γραμμής. Το πηνίο 3, ως αποτέλεσμα μιας ημιτονοειδούς αλλαγής του ρεύματος, δημιουργεί μια παλλόμενη μαγνητική ροή F3, η οποία είναι σχεδόν ημιτονοειδής. Ο άξονας συμμετρίας αυτής της ροής είναι σταθερός στο χώρο και συμπίπτει πάντα με τον άξονα του κινούμενου τμήματος του μηχανισμού. Η ροή F3 είναι κλειστή κατά μήκος του άξονα 4 του κινητού τμήματος, των πετάλων και του σταθερού εξωτερικού κυλινδρικού μαγνητικού κυκλώματος.

Ρύζι. 1. Μηχανισμός μέτρησης αναλογίας ηλεκτρομαγνητικού συστήματος πυρήνα σχήματος Ζ

Ρύζι. 2. Διάγραμμα κυκλώματος του μετρητή φάσης του ηλεκτρομαγνητικού συστήματος

Οι ροές F12 και F3, κλειστές σε διαφορετικά επίπεδα, μαγνητίζουν το κινούμενο τμήμα του μηχανισμού μέτρησης. Δεδομένου ότι η τιμή της ροής Ф12 είναι σταθερή, η μαγνήτιση του άξονα και των πετάλων φτάνει στην υψηλότερη τιμή τη στιγμή που η ροή Ф3 διέρχεται από τη μεγαλύτερη τιμή. Λόγω της δράσης των αδρανειακών δυνάμεων, το κινητό μέρος στερεώνεται ακίνητο σε μια θέση που αντιστοιχεί στη μεγαλύτερη μαγνήτισή του, δηλαδή στη θέση της περιστρεφόμενης ροής Ф12 τη στιγμή που η ροή Ф3 φτάνει στη μέγιστη τιμή της.

Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η θέση της περιστρεφόμενης ροής σε σχέση με το ακίνητο τμήμα της συσκευής τη στιγμή της διέλευσης της ροής Ф3 και του ρεύματος Αз3 μέσω της τιμής του πλάτους εξαρτάται από τη μεταβολή γωνίας φ μεταξύ του ρεύματος φορτίου και την τάση. Δεδομένου αυτού, η θέση που καταλαμβάνει το κινούμενο μέρος (και, κατά συνέπεια, ο δείκτης της συσκευής) σε σχέση με την κλίμακα, δηλ. η γωνία α χαρακτηρίζει τη μετατόπιση φάσης μεταξύ του ρεύματος φορτίου και της τάσης.

Ένα φασόμετρο που λειτουργεί με αυτήν την αρχή μετρά τις μετατοπίσεις φάσης με χωρητικά και επαγωγικά φορτία. Η κλίμακα της συσκευής μπορεί να διαβαθμιστεί σε γωνιακές τιμές φ ή cosφ... Στην πρώτη περίπτωση είναι ομοιόμορφη, στη δεύτερη ανομοιόμορφη.

Φασόμετρο Ts302

Συγχρονοσκόπια

Ο εξεταζόμενος μηχανισμός μέτρησης χρησιμοποιείται επίσης στο συγχρονοσκόπιο, μια συσκευή που χρησιμοποιείται κατά τη σύνδεση σύγχρονων γεννητριών για παράλληλη λειτουργία.

Το διάγραμμα για την ενεργοποίηση του συγχρονοσκόπιου φαίνεται στην εικ. 3.

Ρύζι. 3. Διάγραμμα κυκλώματος του συγχρονοσκοπίου του ηλεκτρομαγνητικού συστήματος

Η κατασκευή των πηνίων 1, 2 και 3 του μηχανισμού μέτρησης είναι παρόμοια με την κατασκευή των αντίστοιχων πηνίων του μετρητή φάσης, αλλά είναι κατασκευασμένα από λεπτό χάλκινο σύρμα με μεγάλο αριθμό στροφών, με αποτέλεσμα τα πηνία έχουν σημαντική αντίσταση. Το πηνίο 3 συνδέεται με την τάση γραμμής του δικτύου, τα πηνία 1 και 2 — στις τάσεις γραμμής της συνδεδεμένης σύγχρονης μηχανής. Οι αντιστάσεις συνδέονται σε σειρά με τα πηνία R κ.ο.κ.

Όπως αναφέρθηκε, το κινούμενο τμήμα του μηχανισμού μέτρησης είναι τοποθετημένο στο προκύπτον μαγνητικό πεδίο των τριών πηνίων έτσι ώστε ο άξονας των λοβών του κινούμενου τμήματος να συμπίπτει με την κατεύθυνση του περιστρεφόμενου πεδίου Φ12, στο οποίο θα συλληφθεί από το τιμή πλάτους του παλλόμενου πεδίου F3.

Αυτή η θέση των λοβών του κινούμενου τμήματος στην ίδια συχνότητα του ρεύματος στις περιελίξεις των πηνίων εξαρτάται από τη μετατόπιση φάσης μεταξύ των ρευμάτων I1 και Az2 στις περιελίξεις των πηνίων 1, 2 και του ρεύματος Az3 στην περιέλιξη του το πηνίο 3. Τα ρεύματα I1 και Az2 πρακτικά συμπίπτουν σε φάση με την τάση γραμμής της σύγχρονης γεννήτριας και το ρεύμα Az3 — με την τάση δικτύου (από την αντίσταση της αντίστασης Rq είναι μεγάλη).

Κατά συνέπεια ° С Έτσι, η συσκευή ένδειξης του συγχρονοσκόπιου, όταν οι συχνότητες του ρεύματος δικτύου και της συνδεδεμένης γεννήτριας είναι ίσες, θα υποδεικνύει άμεσα τη μετατόπιση φάσης μεταξύ των τάσεων γραμμής αυτών των τριφασικών συστημάτων.

Ρύζι. 4. Διαγράμματα σύνδεσης: α — συγχρονοσκόπιο, β — φασόμετρο του ηλεκτρομαγνητικού συστήματος

Ρύζι. 5. Συγχρονοσκόπιο τύπου Ε1605

Κατά το συγχρονισμό, η συχνότητα του ρεύματος δικτύου και το ρεύμα της συνδεδεμένης γεννήτριας δεν είναι ίδια. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μια συνεχή αλλαγή στη γωνία φάσης μεταξύ της τάσης γραμμής και του e. και τα λοιπά. v. γεννήτρια και επομένως σε αλλαγή της θέσης των πετάλων σε σχέση με τα ακίνητα πηνία. Δεδομένου ότι το κινητό μέρος του συγχρονοσκόπιου μπορεί να περιστραφεί σε οποιαδήποτε γωνία, ο δείκτης περιστρέφεται.

Η φορά περιστροφής εξαρτάται από το πρόσημο της διαφοράς συχνότητας μεταξύ του δικτύου και της συνδεδεμένης γεννήτριας. Όσο μικρότερη είναι αυτή η διαφορά, τόσο πιο αργή είναι η περιστροφή του δείκτη του συγχρονοσκόπιου.

Η κλίμακα της συσκευής έχει σήμα που αντιστοιχεί στην αντιφασική θέση των διανυσμάτων τάσης και π. και τα λοιπά.v. συγχρονισμένα αντικείμενα. Το σύγχρονο μηχάνημα πρέπει να είναι συνδεδεμένο με τα λεωφορεία του σταθμού κατά τη θέση της μάσκας αερίου των διανυσμάτων του e. και τα λοιπά. σελ. και τάσεις διαύλου.

Στο σχ. Το σχήμα 4 δείχνει ένα διάγραμμα καλωδίωσης ενός ηλεκτρομαγνητικού μετρητή φάσης και ένα διάγραμμα καλωδίωσης ενός ηλεκτρομαγνητικού συγχρονοσκόπιου.