Fasmätare och synkroskop

Fasmätare används för att bestämma fasvinkeln, till exempel för en växelström i förhållande till spänningen som orsakar den.

Den stationära delen av fasmätarens mätmekanism inkluderar tre spolar, varav två 1 och 2 har formen av ramar. De är förskjutna i förhållande till varandra i en vinkel på 120 ° (Fig. 1, a). Den cylindriska spolen 3 är placerad inuti spolarna 1 och 2 koaxiellt med den rörliga delen.

Den rörliga delen är bildad av en axel 4, till vars ändar är fästa kärnor 5 i form av tunna plattor, förskjutna från varandra med 180 ° och kallas kronblad. Axeln och kronbladen är gjorda av mjukt magnetiskt material och bildar en Z-formad struktur (Fig. 1, b). Mätmekanismen har inte ett motsatt moment som skapas av fjädern, därför kan enheten i fråga hänföras till förhållanden.

I fig. 2 visar schemat för att slå på fasmätaren. Lindningar 1 och 2 ingår i skärningen av två ledningar i en trefasledning, och lindning 3 är i serie med ett motstånd Rd, som har en betydande aktiv resistans, är ansluten till nätspänningen.De linjära strömmarna som flyter genom dessa lindningar skiftas i förhållande till varandra i fas med 120 °, i samband med vilka lindningar 1 och 2 skapar ett roterande magnetiskt flöde Ф12, som om de representerade en lastströmvektor. Frekvensen av dess rotation beror på frekvensen av strömmarna I1 och I2... På en period gör flödet F12 ett helt varv.

Eftersom motståndet hos motståndet Rq är stort jämfört med spolens 3 reaktans, är strömmen Az3 i fas med nätspänningen. Spole 3, som ett resultat av en sinusformad förändring i strömmen, skapar ett pulserande magnetiskt flöde F3, som är nära sinusformigt. Symmetriaxeln för detta flöde är fixerad i rymden och sammanfaller alltid med axeln för den rörliga delen av mekanismen. Fluxet F3 är stängt längs axeln 4 för den rörliga delen, kronbladen och den fasta yttre cylindriska magnetkretsen.

Ris. 1. Z-formad kärna för elektromagnetisk systemförhållande mätmekanism

Ris. 2. Kretsschema för det elektromagnetiska systemets fasmätare

Fluxen F12 och F3, stängda i olika plan, magnetiserar den rörliga delen av mätmekanismen. Eftersom värdet på flödet Ф12 är konstant, når magnetiseringen av axeln och kronbladen det högsta värdet i det ögonblick då flödet Ф3 passerar genom det största värdet. På grund av verkan av tröghetskrafter fixeras den rörliga delen orörlig i ett läge som motsvarar dess största magnetisering, dvs. positionen för det roterande flödet Ф12 i det ögonblick då flödet Ф3 når sitt maximala värde.

Man bör komma ihåg att läget för det roterande flödet i förhållande till den stationära delen av enheten i ögonblicket för passage av flödet Ф3 och strömmen Аз3 genom amplitudvärdet beror på vinkeln φ-ändringen mellan belastningsströmmen och spänningen. Med tanke på detta, positionen som upptas av den rörliga delen (och följaktligen anordningens pekare) med avseende på skalan, dvs. vinkeln α kännetecknar fasförskjutningen mellan belastningsströmmen och spänningen.

En fasometer som arbetar med denna princip mäter fasförskjutningar med kapacitiva och induktiva belastningar. Enhetens skala kan graderas i vinkelvärden φ eller cosφ... I det första fallet är det enhetligt, i det andra är det ojämnt.

Fasometer Ts302

Synkronoskop

Den aktuella mätmekanismen används också i synkroskopet, en anordning som används vid anslutning av synkrona generatorer för parallelldrift.

Diagrammet för att slå på synkroskopet visas i fig. 3.

Ris. 3. Kretsschema för det elektromagnetiska systemets synkronoskop

Konstruktionen av spolarna 1, 2 och 3 i mätmekanismen liknar konstruktionen av motsvarande spolar i fasmätaren, men de är gjorda av tunn koppartråd med ett stort antal varv, vilket resulterar i att spolarna har ett betydande motstånd. Spole 3 är ansluten till nätverkets linjespänning, spolar 1 och 2 — till linjespänningarna för den anslutna synkronmaskinen. Motstånden är seriekopplade med spolarna R och så vidare.

Som nämnts är den rörliga delen av mätmekanismen monterad i det resulterande magnetfältet hos de tre spolarna så att axeln för den rörliga delens lober sammanfaller med riktningen för det roterande fältet Ф12, i vilket det kommer att fångas av amplitudvärdet för det pulserande fältet F3.

Denna position för loberna i den rörliga delen vid samma frekvens av strömmen i lindningarna av spolarna beror på fasförskjutningen mellan strömmarna I1 och Az2 i lindningarna av spolarna 1, 2 och strömmen Az3 i lindningen av spolen 3. Strömmarna I1 och Az2 sammanfaller praktiskt taget i fas med linjespänningen för den synkrona generatorn och strömmen Az3 — med nätspänningen (från motståndet i motståndet Rq är stor).

Som en konsekvens ° С Således kommer synkroskopets indikeringsanordning, när frekvenserna för nätströmmen och den anslutna generatorn är lika, direkt att indikera fasförskjutningen mellan linjespänningarna i dessa trefassystem.

Ris. 4. Anslutningsscheman: a — synkroskop, b — fasometer för det elektromagnetiska systemet

Ris. 5. Synkronoskop typ E1605

Vid synkronisering är frekvensen på nätströmmen och strömmen för den anslutna generatorn inte densamma. Detta resulterar i en kontinuerlig förändring av fasvinkeln mellan nätspänningen och e. etc. v. generator och därför till en förändring av kronbladens läge i förhållande till de stationära spolarna. Eftersom den rörliga delen av synkroskopet kan roteras till vilken vinkel som helst, roterar pekaren.

Rotationsriktningen beror på tecknet på frekvensskillnaden mellan elnätet och den anslutna generatorn. Ju mindre skillnaden är, desto långsammare roterar synkroskoppekaren.

Anordningens skala har ett tecken som motsvarar motfaspositionen för spänningsvektorerna och e. etc.v. synkroniserade objekt. Synkronmaskinen måste vara ansluten till stationsbussarna under gasmaskpositionen för vektorerna för t.ex. etc. s. och bussspänningar.

I fig. 4 visar ett kopplingsschema för en elektromagnetisk fasmätare och ett kopplingsschema för ett elektromagnetiskt synkronskop.