Курсовая работа: Вимірювальний механізм і схема електродинамічних фазометрів

Погрішності другої групи. При наявності додаткових моментів Μ₃ , Μ₄ і т.д., що діють на рухливу частину фазометра, сума моментів буде дорівнює нулю:

(16)

де М₁ і М₂ — обертаючий і протидіючий моменти;

Μ_Д = M₃ +M₄ — сумарний додатковий момент.

Якщо значення М_д відомо, то визначити погрішність можна двома шляхами.

З рівняння рівноваги (16) можна визначитиположення стійкої рівноваги α_p . Очевидно, погрішністю, викликана впливом М_д , буде різниця Δα = α_p - α, де α- дійсневідхиленнярухливої частини, обумовлене з рівняння (5) для двухобмоточного фазометра й рівняння (10) -для трехобмоточного.

2. При малих значеннях Δα у порівнянні з максимальним відхиленням можна скористатися співвідношенням

(17)

Де Μ`_c — значення питомого моменту, що встановлює, у даній точці шкали.

Погрішність другої групи буде залежати від характеру зміни сумарного додаткового моменту Μ_Д уздовж шкали фазометра:

1. Μ_Д = const. Таку залежність має момент тертя в підп'ятнику приладу. Скориставшись рівняннями (3), (5) і (16), знаходимо:

(18)

Якщо відомо значення М_д , то можна обчислити поправочний множник M_Д /M₁ і визначити погрішність Δα = α_p - α за умови, що величина α попередньо знайдена зі співвідношення (5). Момент тертя керна про підп'ятник у фазометрі ЭЛФ дорівнює 1,2 мГ*см.

Погрішність від тертя, обчислена за допомогою формули (18), дорівнює ~0,7°. Аналогічний результат виходить при розрахунках до формулі (17), якщо взяти до уваги, що для фазометра ЭЛФ із рівномірною шкалою.

2. M_Д = сα де с — постійна величина. Таку залежність має залишковий момент, створюваний «безмоментними» підведеннями. Для визначення погрішності можуть застосовуватися формули (17) і (18). При використанні золотих стрічок і правильномуїхньомуприпаюванню найбільше значення залишкового моменту у фазометрі ЭЛФ не перевищує 1 мГ*см, що відповідає погрішності Δα = 0.55

3. М_Д = f(α) або М_Д = f₁ (φ) , де f(α) і f₁ (φ) - деякі тригонометричні функції від α або φ. Такі залежності мають моменти, створювані взаємною індуктивністю між колами приладу, впливом зовнішніх магнітних полів, порушенням урівноваженості рухливоїчастиниприладу.

Теоретичне й експериментальне дослідження показують, що погрішність, викликувана взаємною індуктивністю між колами електродинамічного фазометра, при промисловій частоті 50 гц не перевищує 0,2—0,35°. Підвищення робочої частоти удвухобмоточних фазометрів значно збільшує цю погрішність. Так, наприклад, удвухобмоточного фазометра ЭТФ із номінальною частотою 2 500 гц погрішність від взаємної індуктивності досягає 3,5°, при номінальній частоті 8 000 гц — 11° . Погрішності трехобмоточного фазометра зоднакової в порівнянні з ЭТФ взаємною індуктивністю між нерухомою й рухливою котушками при тих же номінальних частотах рівні відповідно 0,3°—0,4° й 1,5°.

Це дозволяє рекомендувати для вимірів на підвищених частотах трехобмоточные фазометри.

Дослідження впливу зовнішніх магнітних полів на показання електродинамічного фазометра показують необхідність застосування астатической системи або магнітнеекранування вимірювального механізму. Необхідна також надійне екрануванняфазосувної котушки, індуктивності, що включає послідовно зоднієї з рухливих котушок фазометра. Котушка індуктивності, виконана у вигляді дроселя зП-подібним сердечником, що має повітряні зазори, і із симетричним розташуваннямдвох однакових котушок, виявляється досить захищеної від впливу зовнішніх магнітних полів.

У роботах А. Д. Нестеренко, В. Л. Уласика і Е. С. Поліщука розглянутий вплив вищих гармонік і кривих струма і напруги на показанн електродинамічних фазометрах, причому різниці між показами приладу при синусоїдальних струмах і напругах, і при наявності у кривих струма і напруги вищих гармонік вважається погрішність другої групи.

Із цим не можна погодитися, тому що з появою вищих гармонік прилад вимірює не кутзрушення фаз φ, а коефіцієнт потужності в колі з несинусоїдальними струмом і напругою. Отже, для визначення погрішності його показання потрібно порівнювати не з показаннями приладу при синусоїдальнихструмі й напрузі, а з показаннями іншого, зразкового приладу, що точно вимірює коефіцієнт потужності в коліз гармоніками.

ВІТЧИЗНЯНІ ЕЛЕКТРОДИНАМІЧНІ ФАЗОМЕТРИ

Електродинамічні фазометри, що випускають вітчизняною промисловістю, за точністю діляться на лабораторні переносні, технічні переносні й щитові стаціонарні прилади, а за схемах включення - на однофазні й трифазні.

Переносний лабораторний однофазнийтрехобмоточный фазометр ЭЛФ являє собою чотириквадрантний прилад, призначений для виміруcos φ і кутазрушення фаз у колах змінногоструму частотою 50 гц. Клас точності приладу 1,5, межі виміру 0—90—180—270—360 електричних градусів, а по cos φ — 1—0— 1. Шкала приладу — дворядна, із градуваням в електричних градусах від 0 до 90 і зі значеннями від 1,0 до 0. Різновиду цього приладуЭЛФ-1, ЭЛФ-2 й ЭЛФ-4 призначені для вимірів cos φ на частотах відповідно 500, 1 000, 400 й 2 400 гц.

Переносний технічний трифазний фазометр типу Д-510 призначений для вимірів у трифазних ланцюгах частотою 50 гц при симетрії струмів і напруг. Клас точності фазометра 1,0. Випускається 12 модифікацій приладуз різними межами виміруза cos φ і струму.

Щитовий однофазний фазометр типу ЭТФ класу 2,5 призначений для виміру cos φ у колах змінногоструму частотою від 1 000 до 8 000 гц. Фазометри типу ЭТФ виготовляються на одну з номінальних частот 1 000, 2 500 й 8 000 гц і призначені для вімкнення в коло як безпосередньо, так і через трансформатори струму й напруги. Межі виміру за cos φ 0.5_інд — 1— 0,5_емк . Ці фазометри застосовуються в основному в електроустановках підвищеної частоти, наприклад на щитах індукційних печей.

ФЕРРОДИНАМІЧНІ ФАЗОМЕТРИ

На рис. 3 представлена конструкція магнитопровода, принципова схема й векторні діаграми (для індуктивного і ємнісного характеру навантаження) однофазногоферродннамического фазометра. Основою приладуслужитьдвухмоментний логометр ферродинамічної системи. Обертаючий елемент такого логометра має магнитопровід із двома незалежними повітряними зазорами δ₁ й δ₂ , з яких хоча б одинє функцією кута повороту рухливоїчастиниприладу.

З'єднані послідовно секції I й II котушки, по якій протікає струм навантаження І, створюють у зазорах δ₁ й δ₂ магнітні поля з індукціями В1 і В2 , причому з достатнім ступенем точності можна вважати:

(19)