Fazomierze i synchroskopy

Mierniki fazy służą do określania kąta fazowego, na przykład prądu przemiennego, w odniesieniu do wywołującego go napięcia.

Część stacjonarna mechanizmu pomiarowego fazomierza zawiera trzy cewki, z których dwie 1 i 2 mają kształt ramek. Są one przesunięte względem siebie pod kątem 120 ° (ryc. 1, a). Cylindryczna cewka 3 jest umieszczona wewnątrz cewek 1 i 2 współosiowo z częścią ruchomą.

Część ruchomą tworzy oś 4, do której końców przymocowane są rdzenie 5 w postaci cienkich płytek, przesuniętych względem siebie o 180° i zwanych płatkami. Oś i płatki są wykonane z miękkiego materiału magnetycznego i tworzą strukturę w kształcie litery Z (ryc. 1, b). Mechanizm pomiarowy nie ma przeciwnego momentu wytwarzanego przez sprężynę, dlatego przedmiotowe urządzenie można przypisać przełożeniu.

na ryc. 2 pokazuje schemat włączania miernika fazy. Uzwojenia 1 i 2 są zawarte w przekroju dwóch przewodów linii trójfazowej, a uzwojenie 3 jest połączone szeregowo z rezystorem Rd, który ma znaczną rezystancję czynną, jest podłączony do napięcia sieciowego.Prądy liniowe przepływające przez te uzwojenia są przesunięte względem siebie w fazie o 120 °, w związku z czym uzwojenia 1 i 2 tworzą wirujący strumień magnetyczny Ф12, tak jakby reprezentowały wektor prądu obciążenia. Częstotliwość jego obrotu zależy od częstotliwości prądów I1 i I2... W jednym okresie przepływ F12 wykonuje jeden pełny obrót.

Ponieważ rezystancja rezystora Rq jest duża w porównaniu z reaktancją cewki 3, prąd Az3 jest w fazie z napięciem sieciowym. Cewka 3 w wyniku sinusoidalnej zmiany prądu wytwarza pulsujący strumień magnetyczny F3, który jest zbliżony do sinusoidy. Oś symetrii tego przepływu jest ustalona w przestrzeni i zawsze pokrywa się z osią ruchomej części mechanizmu. Strumień F3 jest zamknięty wzdłuż osi 4 części ruchomej, płatków i nieruchomego zewnętrznego cylindrycznego obwodu magnetycznego.

Ryż. 1. Mechanizm pomiaru współczynnika układu elektromagnetycznego w kształcie litery Z

Ryż. 2. Schemat ideowy miernika fazy układu elektromagnetycznego

Strumienie F12 i F3, zamknięte w różnych płaszczyznach, magnesują ruchomą część mechanizmu pomiarowego. Ponieważ wartość strumienia Ф12 jest stała, namagnesowanie osi i płatków osiąga największą wartość w momencie, gdy strumień Ф3 przechodzi przez największą wartość. Na skutek działania sił bezwładności część ruchoma zostaje unieruchomiona w położeniu odpowiadającym jej największemu namagnesowaniu, czyli położeniu strumienia wirującego Ф12 w chwili, gdy strumień Ф3 osiąga swoją maksymalną wartość.

Należy pamiętać, że położenie strumienia wirującego względem nieruchomej części urządzenia w momencie przejścia strumienia Ф3 i prądu Аз3 przez wartość amplitudy zależy od zmiany kąta φ między prądem obciążenia i napięcie. Biorąc to pod uwagę, pozycja zajmowana przez ruchomą część (i odpowiednio wskaźnik urządzenia) względem skali, tj. kąt α charakteryzuje przesunięcie fazowe między prądem obciążenia a napięciem.

Fazometr działający na tej zasadzie mierzy przesunięcia fazowe przy obciążeniach pojemnościowych i indukcyjnych. Skalę urządzenia można stopniować w wartościach kątowych φ lub cosφ... W pierwszym przypadku jest to równomierne, w drugim nierówne.

Fazometr Ts302

Synchronoskopy

Rozważany mechanizm pomiarowy jest również stosowany w synchroskopie, urządzeniu służącym do łączenia generatorów synchronicznych do pracy równoległej.

Schemat włączania synchroskopu pokazano na ryc. 3.

Ryż. 3. Schemat ideowy synchronoskopu układu elektromagnetycznego

Budowa cewek 1, 2 i 3 mechanizmu pomiarowego jest podobna do budowy odpowiednich cewek fazomierza, ale są one wykonane z cienkiego drutu miedzianego o dużej liczbie zwojów, w wyniku czego cewki mieć znaczny opór. Cewka 3 jest podłączona do napięcia sieciowego, cewki 1 i 2 — do napięć liniowych podłączonej maszyny synchronicznej. Rezystory są połączone szeregowo z cewkami R i tak dalej.

Jak wspomniano, ruchoma część mechanizmu pomiarowego jest zamontowana w wypadkowym polu magnetycznym trzech cewek tak, że oś płatów ruchomej części pokrywa się z kierunkiem wirującego pola Ф12, w którym zostanie ona uchwycona przez wartość amplitudy pulsującego pola F3.

To położenie płatków części ruchomej przy tej samej częstotliwości prądu w uzwojeniach cewek zależy od przesunięcia fazowego między prądami I1 i Az2 w uzwojeniach cewek 1, 2 a prądem Az3 w uzwojeniu cewka 3. Prądy I1 i Az2 praktycznie pokrywają się w fazie z napięciem sieciowym generatora synchronicznego, a prąd Az3 — z napięciem sieci (od rezystancji rezystora Rq jest duża).

W konsekwencji ° С Zatem urządzenie wskazujące synchroskopu, gdy częstotliwości prądu sieciowego i podłączonego generatora są równe, bezpośrednio wskaże przesunięcie fazowe między napięciami liniowymi tych układów trójfazowych.

Ryż. 4. Schematy połączeń: a — synchroskop, b — fazometr układu elektromagnetycznego

Ryż. 5. Synchronoskop typu E1605

Podczas synchronizacji częstotliwość prądu sieciowego i prąd podłączonego generatora nie są takie same. Powoduje to ciągłą zmianę kąta fazowego między napięciem sieciowym a e. itp. v. generator, a zatem do zmiany położenia płatków względem nieruchomych cewek. Ponieważ ruchomą część synchroskopu można obracać pod dowolnym kątem, wskazówka obraca się.

Kierunek wirowania zależy od znaku różnicy częstotliwości między siecią a podłączonym generatorem. Im ta różnica jest mniejsza, tym wolniej obraca się wskazówka synchroskopu.

Skala urządzenia ma znak odpowiadający przeciwfazowemu położeniu wektorów napięcia i e. itp.v. zsynchronizowane obiekty. Maszyna synchroniczna musi być podłączona do szyn stacyjnych w czasie położenia maski gazowej wektorów e. itp. s. i napięcia magistrali.

na ryc. 4 przedstawia schemat okablowania miernika fazy elektromagnetycznej i schemat okablowania synchroskopu elektromagnetycznego.