Главная  Журналы 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 [ 9 ] 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73

Из формулы (5.6) видно, что значение потребляемой электрической энергии пропорционально числу оборотов диска счетчика. . . :

< - -

5.4. Почему не весь магнитный поток напрзвля!;от ч@рез алюминиевый диск!

Для того чтобы можно было измерить индукционным счетчиком активную мощность, надо изготовить прибор так, чтобы вращающий момент (5.2), действующий на диск, был пропорционален активной мощности;

Мер = fell cos ф. (5.7)

Для этого необходимо выполнить следующие три условия: один из потоков 01 или Фр должен быть пропорционален току

нагрузки /i. Условие 01=21 выполняется при включении одной из

обмоток счетчика последовательно с нагрузкой;

второй поток должен быть пропорционален напряжению сети.

Для этого вторую катушку включают на напряжение сети, тогда

синус угла ip должен быть равен косинусу угла ф, что возможно, когда угол 4l;=90° :i: ф.

Рассмотрим векторную диаграмму напряжений и токов счетчика (рис. 5.2, б). При активно-индуктивной нагрузке ток / отстает от напряжения U на некоторый угол ф и создает в первом магнитопроводе магнитный поток Ф, который вследствие явления гистерезиса отстает от намагничивающего тока на некоторый угол а. Ток /g, проходящий через катушку напряжения, отстает от напряжения U на угол, близкий к 90°, и создает в катушке магнитный поток ф2> который отстает от намагничивающего тока на угол а. Поток Ф рассеивается через воздушный зазор и отстает от намагничивающего тока /а на меньший угол. Если из вектора Ф вычесть вектор Ф, то получится вектор рабочего магнитного потока Фр, который отстает от вектора напряжения U на угол р. Угол сдвига фаз между потоками Фх и Фр равен 4l;=P-а-ф= (Р-а)-ф. Отсюда следует, что для того чтобы угол ф был равен 90°-ф, необходимо прибор изготовить так, чтобы угол Р-а был равен 90°. Для изменения угла Р достаточно изменить поток Ф£, например путем изменения воздушного зазора 6. В некоторых приборах для этой цели предусматривают специальные пластины из ферромагнитного материала 6 (рис. 5.2, а), которые можно вдвигать в зазор или выдвигать из него и тем самым изменять в определенных пределах значение потока рассеяния Ф; и его угол отставания у, а следовательно, и угол р. Чем больше воздушный зазор 6, тем меньше поток Ф и тем меньше угол у, и наоборот.

Изменением угла Р часто не удается получить равенство: Р-а= =90°, поэтому приходится изменять угол а. С этой целью на токовом магнитопроводе устанавливают специальные короткозамкнутые витки 3, а иногда и дополнительную катушку 10 с небольшим числом витков, замкнутую на специальную петлю, из толстого провода 12 с подвижной перемычкой . При помощи перемычки можно изменять значение сопротивления петли. Пронизывая короткозамкнутые витки и катушку, переменный магнитный поток ф1 вызывает в них появление ЭДС и токов, которые по фазе отстают от потока



сь- на угол, близкий к 90°, и создают дополнительный поток Фд /пис. 5.2, б). Если сложить вектор потока Фх с вектором Фд, то результирующий поток, пронизывающий алюминиевый диск, равен ф и отстает от тока 1± на угол, больший угла а. Так изменением vwioB в и а можно добиться выполнения условия sin4l)=cos (р.

При выполнении всех трех условий получается прибор, у которого вращающий момент пропорционален активной мощности:

мер = ip sin ч]) = kxIxU cos ф = AiP.

5.5. Почему возникает самоход счетчика!

При отключении нагрузки диск счетчика иногда продолжает вращаться, то есть наблюдается самоход. Почему диск вращается? Дело в том, что для компенсации момента трения в счетчике предусматривают специальные компенсирующие устройства. Например, на пути рабочего магнитного потока устанавливают либо специальную пластинку, либо короткозамкнутый виток, либо ставят компенсационный винт. При этом рабочий поток Фр как бы раздваивается на потоки Фр и Фр, между которыми появляется некоторый угол сдвига фаз яр из-за разного магнитного сопротивления на пути потоков. Таким образом, в диске появляется дополнительный момент Л1к=ФрФр sin яр, который и компенсирует момент трения в счетчике. Обычно полная компенсация момента трения пооисходит при нагрузке счетчика более 100 % и номинальном питающем напряжении в сети. Поэтому при холостом ходе, то есть работе счетчика без нагрузки, момент компенсации становится больше момента трения, и диск под действием разности этих моментов приходит в движение, то есть возникает самоход. Особенно влияние самохода проявляется при повышении напряжения в сети, например в ночное время. В этом случае момент компенсации ЬЛ возрастает, так как он зависит от квадрата приложенного напряжения: Фр=А1{7, Фрки и Mu=Kk2W=kUK

Для устранения самохода в счетчиках предусмотрено специальное устройство, создающее дополнительный тормозной момент,

Глава 6. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ И ПРИБОРЫ С ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ

6.1. Как устроен и работает электростатический прибор!

Прибор состоит из двух или трех электродов, одного подвижного и одного или двух неподвижных. На электроды подается напряжение. На одном электроде накапливается отрицательный за-Ряд, на других - положительный. Между заряженными телами происходит взаимодействие, отталкивание одноименно заряженных и притягивание разноименно заряженных. В результате этого один из электродов приходит в движение. Движение (перемещение) электрода фиксируется. Например, на рисунке 6.1, а показан прибор, у которого средний электрод 4 подвижный, а крайние 3 и 5 неподвижные. При подаче напряжения подвижный электрод отклоняется,

Б. И. Панев 33



через специальную тягу 2 и поводок 1 это движение передается на ось стрелки и на самое стрелку. Стрелка прибора будет откло» пяться до тех пор, пока вращающий момент не уравновесится противодействующим моментом. Уравнение шкалы такого прибора имеет вид:

(6.1)

где S - чувствительность электростатического прибора.

Из формулы (6.1) видно, что прибор может работать в цепях постоянного и переменного тока.

Шкала прибора квадратичная, то есть неравномерная. Для того чтобы шкала прибора была близка к равномерной, прибор стремятся выполнить так, чтобы при измерении малого и большого напря-


Рис. 6.1. Электростатический измерительный механизм: о, б - с подвижным средним электродом; в - со световой стрелкой.

жения значение S было близко к постоянной величине. Так как S зависит от расположения электродов и их размеров, то есть от их емкости, то эту особенность учитывают прн изготовлении приборов.

На рисунке 6.1, б показана одна из возможных конструкций электростатического прибора. Подвижный электрод 8 при подаче напряжения к прибору втягивается в зазор между двумя параллельно расположенными электродами 7. Вместе с подвижным электродом перемещается стрелка 6.

Очень большой чувствительностью обладают электростатические приборы, у которых подвижный электрод 9 укреплен на тонкой подвеске, имеющей очень маленький удельный противодействующий момент (рис. 6.1,е). Для улавливания незначительного угла поворота в таких приборах делают световую стредку. Для этого на подвеске 14 устанавливают зеркальце 13, на него направляют луч света от источника 10. Луч, отражаясь от зеркала, попадает на шкалу 12 и создает там светлое пятно 11.

Увеличивая число зеркал, можно получить большую стрелку, достигающую длины 1 м. При такой большой световой стрелке заметны очень малые углы отклонения подвижной системы.

Подвижному электроду придается своеобразная форма, для тоге чтобы чувствительность прибора S при измерении любых напряжений оставалась примерно постоянной величиной, благодаря этому шкала прибора приближается к равномерной,





0 1 2 3 4 5 6 7 8 [ 9 ] 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73