Fázoměry a synchroskopy

Fázoměry se používají k určení fázového úhlu, například střídavého proudu s ohledem na napětí, které jej způsobuje.

Stacionární část měřicího mechanismu fázoměru obsahuje tři cívky, z nichž dvě 1 a 2 mají tvar rámečků. Jsou vůči sobě posunuty pod úhlem 120 ° (obr. 1, a). Válcová cívka 3 je umístěna uvnitř cívek 1 a 2 koaxiálně s pohyblivou částí.

Pohyblivá část je tvořena osou 4, na jejíchž koncích jsou připevněna jádra 5 ve formě tenkých desek, vzájemně odsazených o 180° a nazývaných plátky. Osa a plátky jsou vyrobeny z měkkého magnetického materiálu a tvoří strukturu ve tvaru Z (obr. 1, b). Měřicí mechanismus nemá opačný moment vytvářený pružinou, proto lze dané zařízení přiřadit převodům.

Na Obr. 2 je schéma pro zapnutí měřiče fází. Vinutí 1 a 2 jsou součástí řezu dvou vodičů třífázového vedení a vinutí 3 je v sérii s rezistorem Rd, který má významný činný odpor, je připojen k síťovému napětí.Lineární proudy protékající těmito vinutími jsou vzájemně fázově posunuty o 120 °, v souvislosti s nimiž vinutí 1 a 2 vytvářejí rotační magnetický tok Ф12, jako by představovaly vektor zátěžového proudu. Frekvence jeho otáčení závisí na frekvenci proudů I1 a I2... Za jednu periodu udělá průtok F12 jednu úplnou otáčku.

Protože odpor rezistoru Rq je ve srovnání s reaktancí cívky 3 velký, je proud Az3 ve fázi se síťovým napětím. Cívka 3 v důsledku sinusové změny proudu vytváří pulzující magnetický tok F3, který je blízký sinusovému. Osa symetrie tohoto proudění je pevná v prostoru a vždy se shoduje s osou pohyblivé části mechanismu. Tok F3 je uzavřen podél osy 4 pohyblivé části, okvětních lístků a pevného vnějšího válcového magnetického obvodu.

Rýže. 1. Mechanismus měření poměru elektromagnetického systému jádra ve tvaru Z

Rýže. 2. Schéma zapojení fázového měřiče elektromagnetického systému

Toky F12 a F3, uzavřené v různých rovinách, magnetizují pohyblivou část měřicího mechanismu. Protože hodnota toku Ф12 je konstantní, magnetizace osy a okvětních lístků dosahuje nejvyšší hodnoty v okamžiku, kdy tok Ф3 prochází největší hodnotou. Působením setrvačných sil je pohyblivá část nehybně fixována v poloze odpovídající její největší magnetizaci, tj. poloze rotačního toku Ф12 v okamžiku, kdy tok Ф3 dosáhne své maximální hodnoty.

Je třeba mít na paměti, že poloha rotačního toku vzhledem ke stacionární části zařízení v okamžiku průchodu toku Ф3 a proudu Аз3 hodnotou amplitudy závisí na úhlu φ změny mezi proudem zátěže. a napětí. Vzhledem k tomu je poloha, kterou zaujímá pohyblivá část (a tím i ukazatel zařízení) vzhledem k stupnici, tzn. úhel α charakterizuje fázový posun mezi zatěžovacím proudem a napětím.

Fázometr pracující na tomto principu měří fázové posuny s kapacitní a indukční zátěží. Stupnice zařízení může být odstupňována v úhlových hodnotách φ nebo cosφ... V prvním případě je jednotná, ve druhém nerovnoměrná.

Fázometr Ts302

Synchronoskopy

Uvažovaný měřicí mechanismus je také použit v synchroskopu, zařízení používaném při připojení synchronních generátorů pro paralelní provoz.

Schéma zapnutí synchroskopu je na obr. 3.

Rýže. 3. Schéma zapojení synchronoskopu elektromagnetického systému

Konstrukce cívek 1, 2 a 3 měřicího mechanismu je podobná konstrukci odpovídajících cívek fázoměru, jsou však vyrobeny z tenkého měděného drátu s velkým počtem závitů, v důsledku čehož cívky mají výrazný odpor. Cívka 3 je připojena k síťovému napětí sítě, cívky 1 a 2 — k síťovému napětí připojeného synchronního stroje. Rezistory jsou zapojeny do série s cívkami R a tak dále.

Jak již bylo zmíněno, pohyblivá část měřicího mechanismu je uložena ve výsledném magnetickém poli tří cívek tak, že osa laloků pohyblivé části se shoduje se směrem točivého pole Ф12, ve kterém bude zachycen hodnota amplitudy pulzujícího pole F3.

Tato poloha laloků pohyblivé části při stejné frekvenci proudu ve vinutí cívek závisí na fázovém posunu mezi proudy I1 a Az2 ve vinutí cívek 1, 2 a proudem Az3 ve vinutí cívek. cívkou 3. Proudy I1 a Az2 se prakticky shodují ve fázi se síťovým napětím synchronního generátoru a proudem Az3 — se síťovým napětím (od odporu rezistoru Rq je velký).

V důsledku toho ° С Indikační zařízení synchroskopu, když jsou frekvence síťového proudu a připojeného generátoru stejné, bude přímo indikovat fázový posun mezi síťovými napětími těchto třífázových systémů.

Rýže. 4. Schémata zapojení: a — synchroskop, b — fázometr elektromagnetického systému

Rýže. 5. Synchronoskop typ E1605

Při synchronizaci není frekvence síťového proudu a proudu připojeného generátoru stejná. To má za následek plynulou změnu fázového úhlu mezi síťovým napětím a e. atd. v. generátoru a tedy ke změně polohy okvětních lístků vzhledem ke stacionárním cívkám. Vzhledem k tomu, že pohyblivou část synchroskopu lze otáčet do libovolného úhlu, otáčí se ukazatel.

Směr otáčení závisí na znaménku rozdílu frekvencí mezi sítí a připojeným generátorem. Čím menší je tento rozdíl, tím pomalejší je otáčení ukazatele synchroskopu.

Stupnice zařízení má znaménko odpovídající protifázové poloze vektorů napětí a e. atd.v. synchronizované objekty. Synchronní stroj musí být připojen ke staničním sběrnicím při poloze plynové masky vektorů e. atd. str. a napětí sběrnice.

Na Obr. 4 ukazuje schéma zapojení elektromagnetického fázového měřiče a schéma zapojení elektromagnetického synchroskopu.