Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике

ПОИСК ПО САЙТУ:

 
  
  

 

Справочник электрика » Электрические измерения

Фазометры и синхроноскопы

 

Фазометры и синхроноскопыФазометры используются для определения угла сдвига фаз, например, переменного тока по отношению к вызывающему его напряжению.

К неподвижной части измерительного механизма фазометра относятся три катушки, две из которых 1 и 2 имеют вид рамок. Они сдвинуты одна относительно другой на угол 120° (рис. 1, а). Катушка 3 цилиндрической формы расположена внутри катушек 1 и 2 соосно с подвижной частью.

Подвижная часть образуется осью 4, к концам которой прикреплены сердечники 5 в виде тонких пластин, сдвинутых один относительно другого на 180° и называемых лепестками. Ось и лепестки выполнены из магнитно-мягкого материала и образуют Z-образную конструкцию (рис. 1, б). Измерительный механизм не имеет противодействующего момента, создаваемого пружиной, поэтому рассматриваемый прибор можно отнести к логометрам.

На рис. 2 показана схема включения фазометра. Катушки 1 и 2 включаются в рассечку двух проводов трехфазной линии, а катушка 3 — последовательно с резистором Rд, обладающим значительным активным сопротивлением, включается на линейное напряжение. Линейные токи, протекающие по этим катушкам, сдвинуты один относительно другого по фазе на 120°, в связи с чем катушки 1 и 2 создают вращающийся магнитный поток Ф12, как бы представляющий собой вектор тока нагрузки. Частота его вращения зависит от частоты токов I1 и I2. За один период поток Ф12 совершает один полный оборот.

Так как сопротивление резистора Rд велико по сравнению с реактивным сопротивлением катушки 3, ток I3 совпадает по фазе с линейным напряжением. Катушка 3 в результате синусоидального изменения тока создает пульсирующий магнитный поток Ф3, близкий к синусоидальному. Ось симметрии этого потока неподвижна в пространстве и всегда совпадает с осью подвижной части механизма. Поток Ф3 замыкается по оси 4 подвижной части, лепесткам и неподвижному наружному магнитопроводу цилиндрической формы.

Измерительный механизм логометра электромагнитной системы с Z-образным сердечником

Рис. 1. Измерительный механизм логометра электромагнитной системы с Z-образным сердечником

Схема включения фазометра электромагнитной системы

Рис. 2. Схема включения фазометра электромагнитной системы

Потоки Ф12 и Ф3, замыкающиеся в разных плоскостях, намагничивают подвижную часть измерительного механизма. Так как значение потока Ф12 постоянно, намагниченность оси и лепестков достигает наибольшего значения в момент прохождения потока Ф3 через наибольшее значение. Подвижная часть благодаря действию сил инерции устанавливается неподвижно в положении, соответствующем ее наибольшей намагниченности, т. е. положению вращающего потока Ф12 в момент достижения потоком Ф3 наибольшего значения.

Следует иметь в виду, что положение вращающегося потока относительно неподвижной части прибора в момент прохождения потока Ф3 и тока I3 через амплитудное значение зависит от угла φ сдвига между током и напряжением нагрузки. Учитывая это, положение, занимаемое подвижной частью (а следовательно, и указателем прибора) по отношению к шкале, т. е. угол а, характеризует сдвиг фаз между током и напряжением нагрузки.

Фазометр, действующий по данному принципу, измеряет сдвиги фаз при емкостной и индуктивной нагрузках. Шкала прибора может градуироваться в значениях угла φ или cosφ. В первом случае она равномерна, во втором неравномерна.

Фазометр Ц302

Фазометр Ц302

Синхроноскопы

Рассмотренный измерительный механизм используется также в синхроноскопе - приборе, применяемом при включении синхронных генераторов на параллельную работу.

Схема включения синхроноскопа приведена на рис. 3.

Схема включения синхроноскопа электромагнитной системы

Рис. 3. Схема включения синхроноскопа электромагнитной системы

Конструкция катушек 1, 2 и 3 измерительного механизма аналогична конструкции соответствующих катушек фазометра, но их делают из тонкого медного провода с большим количеством витков, вследствие чего обмотки имеют значительное сопротивление. Катушка 3 включается на линейное напряжение сети, катушки 1 и 2 — на линейные напряжения подключаемой синхронной машины. Последовательно с катушками включены резисторы Rд.

Как указывалось, подвижная часть измерительного механизма устанавливается в результирующем магнитном поле трех катушек так, чтобы ось лепестков подвижной части совпадала с тем направлением вращающегося поля Ф12, в котором его застанет амплитудное значение пульсирующего поля Ф3.

Это положение лепестков подвижной части при одинаковой частоте тока в обмотках катушек зависит от сдвига по фазе между токами I1 и I2 в обмотках катушек 1, 2 и током I3 в обмотке катушки 3. Токи I1 и I2 практически совпадают по фазе с линейным напряжением синхронного генератора, а ток I3 — с напряжением сети (так как сопротивление резистора Rд велико).

В связи c этим указательное устройство синхроноскопа при равенстве частот тока сети и подключаемого генератора непосредственно покажет сдвиг по фазе между линейными напряжениями этих трехфазных систем.

Схемы включения: а - синхроноскопа, б - фазометра электромагнитной системы

Рис. 4. Схемы включения: а - синхроноскопа, б - фазометра электромагнитной системы

Рис. 5. Синхроноскоп типа Э1605

При синхронизации частоты тока сети и тока подключаемого генератора неодинаковы. Это приводит к непрерывному изменению угла сдвига по фазе между напряжением сети и э. д. с. генератора, а следовательно, к изменению положения лепестков относительно неподвижных катушек. Так как подвижная часть синхроноскопа может поворачиваться на любой угол, указатель вращается.

Направление вращения зависит от знака разности частот сети и подключаемого генератора. Чем меньше эта разность, тем медленнее вращение указателя синхроноскопа.

Шкала прибора имеет отметку, соответствующую противофазному положению векторов напряжения и э. д. с. синхронизируемых объектов. Синхронная машина должна быть подключена к шинам станции в момент противогазного положения векторов ее э. д. с. и напряжения на шинах.

На рис. 4 приведены схема включения электромагнитного фазометра и схема подключения электромагнитного синхроноскопа.


Статьи близкие по теме:

  • Фазометры - назначение, виды, устройство и принцип работы
  • Схема включения ваттметра
  • Какие достоинства и недостатки имеют электромагнитные измерительные приборы
  • Как измерить коэффициент мощности
  • Классификация электроизмерительных приборов, условные обозначения на шкалах ...




  • Наш сайт в Facebook:


    Мы ВКонтакте:

    Школа для электрика | Основы электротехники | Электричество для чайников
    Электрические аппараты | Справочник электрика
     Электроснабжение | Электрические измерения | Электрические схемы
     Электромонтажные работы | Пусконаладочные работы | Эксплуатация электрооборудования

    Счетчики электроэнергии IEK