Индукционни измервателни преобразуватели

15 Индукционни измерва-телни преобразуватели.


Двигателният момент в индукционните механизми се дължи на взаимодействието между променливи магнитни потоци и индуктираните от тях вихрови токове в подвижната част. В зависимост от броя на магнитните потоци механизмите биват еднопоточни и многопоточни. Еднопоточните имат малък двигателен момент, не намират практическо приложение. Многопоточните са получили по-голямо разпространение главно като главно интегриращи уреди-електромери.

Принцип на действие:върху магнитопровода(долния) е навита бобина с малък брой навивки от проводник с голямо сечение, през която минава тока(I) на консуматора(К). Това е токовия електромагнит на механизма. Напрежителният електромагнит се състои от бобина с голям брой навивки от тънък проводник (горната бобина), към която се подава напрежението на консуматора. Електромагнитите създават работните магнитни потоци ФI и ФU, като потока ФI пронизва диска на 2 места, а ФU се затваря през противополюса. През магнитопровода (горния) се затваря и неработния магнитен поток ФUL , който е няколко пъти по-голям от потока ФU , както и неизбежния поток на разсейване ФUS. Потока ФUL се създава за да се постигне дефазиране на работния поток ФU спрямо напрежението U на ъгъл по голям от /2, което е необходимо условие за правилната работа на индукционните електромери. Двигателният момент MD възниква при взаимодействието на потоците ФI и ФU с вихровите токове, които те възбуждат по индукционен път в диска. На основата на запасената електромагнитна енергия в механизма за двигателния момент се намира MD=cD* ФI* ФU *f*sin, където е ъгълът между потоците ФI и ФU, f – честотата на потоците, cD – геометрична константа. В механизмите за електромери съпротивителният момент се дължи на взаимодействието на потока ФM на постоянния магнит с вихровите токове, които той възбужда във въртящият се диск. Вихровите токове възникват в следствие пресичане на магнитните силови линии на потока ФM от радиалните нишки на диска. Съпротивителният момент MC =-cc*=-cc*d/dt, - честота на въртене на диска, cc – геометрична константа. В установен режим е изпълнено равенството MD+ MC =0, откъдето се намира cc*d/dt= MD, или след интегриране за интервал от време от t1 до t2 cc*=, N- брой обороти за време t=t2-t1. Тогава функцията за преобразуване на индукционните интегриращи механизми се получава окончателно N= cc. Токовата и напрежителната бобина на електромерите се свързват както неподвижната и подвижната бобини на ватметрите. За извеждане на основните съотношения при тях е удобно да се използва векторна диаграма.

За построяването й е взето под внимание, че магнитните потоци ФU, ФUL и ФI причиняват енергийни загуби в магнитопроводите и диска през които преминават. Поради това те изостават по фаза спрямо токовете, които ги възбуждат – толкова повече, колкото са по-големи загубите. Тъй като въздушните междини на магнитопроводите са значителни, може да се приеме, че ФU =cU*IU, ФI=cI*I, където cU и cI са коефициенти на пропорционалност. Въз основа на изразите за ФU и ФI и като се отчете от векторната диаграма ъгълът  между двата потока, то MD=*f*IU*I*sin(-I-), където c’= cU* cI . Като се вземе пред вид, че IU=U/ =U2f, то тогава MD=c’’*U*I*sin(-I-). Ъгълът (-I )-трябва да бъде /2. При чисто индуктивен товар на електромера, подвижната част не трябва да се движи. Индуктивен товар се задава като U=220V, I=5A, откъдето =1. Ако електромера даде нулев потенциал, то имаме чисто индуктивен или капацитивен товар. Установяването на  става чрез пластина. Тези регулирания са важни и се изискват от стандартите, но не указват съществено влияние върху грешката на електромера. Проверка на електромерите се прави при натоварване с номинален товар - cos=0,5.



16 Компенсационният метод е сравнителен нулев метод, при които се извършва пряко сравняване на две независими една от друга еднородни енергиини величини (напреже-ния или токове), едната от които е регулируема и известна, а другата- измеваната.

Регулируемото напрежение Ек обикновенно представлява пегулируем напрежителен пад Uк, получен в/у известно съпротивление Rк при протичане на известен ток, наре-чен работен ток Ip => Ex=Uк= =IpRк. Характерна особеност на метода е че при равновесие през източника на Еx не протича ток, поради което се измерва точно неговото електродвижещо напрежение и вътрешното му съпротивление не влияе в/у из-мерването. Чрез комп. Метод се реализира идеален измервателен процес , при които не се консумира енергия от източника на измерваната величина. Този метод е особено подходящ при измерването на електродвижещти напрежения на малкомощни из-точници. Друга особеност на метода е че съпротивлението на съединителните проводнци в компенсационната верига не оказва влияние в/у резултата, тъи като при компенсация през тях не протича ток. Така могат да се измеват напрежения на отда-лечени източници. Чрез компенсационния метод могат да се измерват не само елекрто-движещи напрежения а и напрежителни падове и с това косвено да се измерват съпротивления, токове мощности. На основата на компенсационния метод са създадени уредите компенсатори, чрез които се отчита непосредствено стоиността на измерваното напрежение. При Ip=const компенсационното съпротивление Rк може да се градуира непосредствено в единици за напрежение.В съвременните компенсатори Ip=10- A където n е цяло положително число(n=3, n=4).

Работния ток се настроива чрез реостата R при положение 1 на ключа K1 до нулево показание на индикатора НИ. Напреженeто EN се компенсира от напрежителния пад в/у резисторите RN и rN, които са оразмерени предварително при зададен работен ток по израза: RN +rN=EN/IP

Променливият резистор rN служи за температурна корекция на електродвижещото на-прежение EN и скалата му е градуирана пряко в стойности на EN. Е.д.н. Ex се из-мерва при положение 2 на ключа K1, като ново равновесие се постига чрез регу-лиране на RK. Във веригата на нулевия индикатор НИ е включен баластен резистор Rб, които може да се шунтира от ключа K2. Чрез Rб се предпазва нормалния елемент от поляризация и се намалява чувствителността на НИ в началния етап на компенсиране, когато схемата е силно разбалансирана. Има няколко различни начина за създаване на регулируемо компенсиращо напрежение: чрез делители на напрежение с шунтираши декади, двоини декади , мостови схеми и чрез сумиране на токове.

Компенсатор с двоини декади, с четириразредно отчитане на комп. напрежение от четирите декади Д1,Д2,Д3 и Д4 като дека-дите Д2 и Д3 са двойни. С придвижване на декадните прев-ключватели се изменя комп. съпротивление, а съпротивлението във веригата на работния ток остава постоянно. По същия начин могат да се осъществят компенсатори с повече двоини декади и да се осигури пет или шестзначно отчитане на измерваното нап-режение. ; За измерване на напрежения под 100 mV се използват нискоомни компенсатори, реализирани от две двоини декади Д1 и Д2.

Декадата Д2 има подходящи изводи към четири декадни превключвателя през които протичат съответно токовете I1 , I2 , I3 и I4. Паботния ток е Ip=10-3A като съставките му са съответно: I1=IP/1,1111 ; I2=10-1I1 ; I3=10-2I1 ; I4=10-3I1. Компенсиращото напрежение Uк е сума от на-прежителните падове на работния ток в/у дека-дата Д1 и на токовете I1,I2,I3 и I4 в/у съответните елементи от декадата Д2: Uk=Ip.r + I1.r1 + I2.r2 + I3.r3 + I4.r4 => обхатът на компенсатора ще бъде 20,111 mV. Точността на компенсаторите се определя от конструктивните грешки на използваните резистори RK ; RN ; rN. При измерването към тях се прибавя още грешката от нечувствителност на нулевия индикатор и грешката на нормалния елемент.Чувсвителността на компенсаторите при използване на магнито електрически галванометър за нулев индикатор се определя с израза: SKI=Ir/EX=1/(R’K+RX+Rr), R’K- изходно съпротижление, RX и Rr са съответно съпротивление на източника и галванометъра. Автоматични компенсатори. При тях процесът на уравновесяване е автоматизиран. Съществуват два вида (АК): с циклично уравновесяване и със следящо уравновесяване.

При цикличното компенсиращо напрежение Uк се разгъва линейно от 0 до Uкm и се отчита стойността му при Uк=Ex. Тези компенсатори са обикновенно цифрови. При АК със следящо уравновесяване комп. напрежение се изменя в посока, която зависи от знака на разликата U=Ex-Uк, до равновесие. Автоматичните компенсатори със следящо уравновесяване са намерили приложение като лабораторни уреди за регистриране на бавно изменящи се напрежения и като контролно-измервателни уреди за измерване и регистриране на различни неелектрически величини, преобразувани в напрежения.



В17 Компенсатори за променливо напрежение. Измервателни трансформатори. Компенсационния метод може дасе използва за измерване на синусоидални напрежения, те могат да се представят като вектори в полярна или правоъгална координатна система. *UX=UXejx , UXефективна стойност ; *UX=UX1+jUX2в декартова к.с. Компенсираното напрежение трябва да бъде регулирано по два параметъра или по модул UK и фазаK, така че да се получи UX=UK иX=K Като нулеви индикатори се използват вибрационни галванометри , а при по високи честоти – селективни електрони индикатори. 1) Полярно – координатен компенсатор за променливо напрежение. UX съпоставяме () UK ; X  K ; измереното и компен-сиращото U трабва да бъдат взети от един източник за да съфпадат по фаза. За разлика от балистичния , ВГ вибрационния галванометър – магнито-елек-трически уред с малък инерционен момент. 2) Правоъ-гален коор-динатен компенсатор Приложение: позволява намирането на активни и реак-тивни импеданси. Пример за приложение на компенсатор за променливо напрежение (КПН) KIH=I/IP ; U1=UX1=RXI ; U2=UX2=XXI ; U1=R1IP ; U2=R2IP ТТ - токов трансформатор ; IPработен ток на компенсатора ; RX=IPR1/I=R1/KIH ; XX=IPR2/I=R2/KIH ; където R1 и R2 са отчетените съпротивления от правоъгално координатния компенсатор. I – първичен ток. IPвторичен ток. Вторичната намотка на ТТ никога не се оставя прекъсната тя трябва винаги да е включена. Трябва да е свързана ако се наложи и на късо. 3) токови трансфор-матори. Използват се за измерване на големи токове, мощности и фазови разлики. Изработават се от ламарина с висока електро-магнитна проницаемост. Нормалният им режим на работа е при зададен първичен ток и вторичната намотка на късо. Във вторичната намотка се включват уреди с малко съпротивление. w1,w2 – намотки ; KIH=I1H/I2Hпреводно отношение ; S=I2H2Z2H ; Обикновенно IH=5A Реалният коефицент на трансформация се различават от номиналния и възниква т.нар. токова грешка: (%)I=(KIH-KI)/KI(KIH-KI)/KIH=1-KI/KIH ; *I1w1=*I10w1-*I2w2 , ако *I2=0 то целият първичен ток е равен на I1, при което се достигат високи стойности на индукцията в магнито провода, което ще доведе то изгарянето на ТТ, за това уредите трябва да са с малко r. Векторна диаграма *I2’=*I2w2/w1 ; E2’=*E2w1/w2 Ф – поток I1=I2’+I10cos(0-2) Приемаме че хипотенузата е = на катета.I=1-I1/I2KIH=1-I2w2/w1I2KIH – I10cos(0-2)/I2KIH4) напре-жителни трансформатори: използват сеза измерване на големи напрежения и за фазови разлики и мощности. Напрежи-телния режим на работа е при зададено първично напрежение и режим на празен ход на вторичната намотка. НТ – нап-реженов трансформатор. Изработва се но-минална стойност на изходното напрежение 100 , 150 V и се използват като понижаващ тр. като например от няколко стотин kV до 100, 150V. при тях е много опасно някоя от вторичните намотки да е дадена на късо, това води до високи индукций и изгаряне на НТ



В18 Измерване на реактивна мощност в 3 фазни вериги. Измерване на ел.мощност. P=U.I – при постоянен ток. При променлив ток: p- ном. мощност p=u.i – пчти не намира приложение. P – средна мощност P=(1/T)0Tuidt активната мощност се дефинира като скорост на изменение на енергииния поток от консоматора към генератора. Реактивната мощност е свързана с обмяната на електромагнитна енергия между източника и консуматора. U=Umsint ; I=Imsin(t-) ; U , I – ефективни стойности. P=U.I.cos ,  - фазова разлика=(U,I) ; При сложни сигнали , сигнали чиито спектър се състой 1 или няколко хармоника: P=n=0UnIncosn ; Ако сигнала е ограничен във времето, то неговият спектър е неограничен ( елементарна сума от … ). Ако 1 сигнал е неограничен във времето и е периодичен, то мойе да се представи като крайна сума от елементарни сигнали. 1) Измерване на активна мощност в постояно токови вериги: да изм. Акт. Мощност с А и V ; P’=U.IL=(RAIL+RLIL)=RAIL2+RLIL2 ; P’- мощност която измерваме ; P – деиствителната мощност ; ’=(P’-P)/P=RAIL2/RLIL2=RA/RL ; ’-методична грешка ; P=U.I=U(IV+IL) ; ”=(P”-P)/P=UIV/UIL=RL/RV ; 2) трифазните вериги биват 3-проводни и 4-ри проводни; симетрични и не симетрични , и с товар свързан в или звезда ; 3) симетрични a) Най-простата 4-ри проводна система P=3.PW ; PW-показанието на W ; б) 3 проводна : W – e свързан към фазата например UФ ; RW+R1=R2=R3 ; R1 – разширява обхвата на W по V така че UФ да попадне в обхвата на W. P=3PW ; 4) несиметрични вериги: Метод на двата W: P=(1/T)0T(u1i1+ u2i2+u3i3)dt ; с ефектижни ст-сти : P=U1I1cos1 + U2I2cos2+ U3I3cos3товарът е в звезда и i1+i2+i3=0  i3=-i2-i1  P=(1/T) 0T(u1i1+ u2i2-u3i1-u3i2) dt=(1/T)0T[(u1-u3)i1+(u2-u3)i2]dt  P=(1/T)0T(u13i1+u23i2)dt (1); u1,u3 - фазови напрежения ; u13 – линеино напрежение ; u1-u3=u13 ; по (1) си построяваме схемата 5) Векторна диаграма u1 , u2 , u3фа-зови напре-жения при индуктивен товар. PW=U13I1Lcos1 (1<60)  w1 ще има само положително показание PW2=U23I2Lcos2 при симетричен товар W2 може да даде отрицателно показание. За Капацитетен товар – точно обратното. P=PW1+PW2 ; U1 и U2 са за … при W2<0 ; 1=arccos(PW1/U13I12) ; U13 се определя от V , ако1<30 след изчисленията не можем да кажем каде се намира.230 и мястото му се знае и се определя еднозначно ( при индуктивен товар). С А3 измер-ваме I3 I на 120 чертаем i3L.



В19 Измерване на реактивна мощност в 3 фазни вериги.

Q=UIsin - реакривна мощност ; S – пънатата мощност S=UI=[P2+Q2] ; Q=(1/T)0T(i1u1(-j)+i2u2(-j)+i3u3(-j))dt ; u1, u2 и u3дефазирани на ъгли по /2 фазови напрежения ; i13 – фазови токове ; Q=U1I1sin1+U2I2sin2+U3I3sin3 ; Векторна диаграма U1(-J)= U23/3 ; U2(-J)=U31/3 ; U3(-J)= U12/3 ; U1(-J)дефазираното на ъгъл /2 фазово напрежение U1 Ако разполагаме само с (W). Ако разполагаме само с (W) за активна мощост вкючени по подходяща схема с коригиране на показанията им, можем да измерим реактивната мощност в схемата (1/Т3)0T(i1u1(-J)+i2u2(-J)+i3u3(-J))dt ; И начертаната схема ( по интеграла ) :

и тук важи метода на 2-та (W) ; i3=-i1-i2 (*)(1/Т3)0T(i1u23+i2u31-i1u12-i2u12)dt=(1/Т3)0T[i1(u23-u12)+i2(u31-u12)]dt ; U23-U12=U2-U3-U1+U2=3U3 ; U31-U12=U3-U1-U1+U2=-3U1 полу4ава се от векторната диаграма R създава изкуствена нула. … ток i2, а не i3 от (*) Q=(3/T3)0T[i1u3-i2u1]dt



20.Измерване на много големи съпротивления.

При измерване на много големи съпротивления (109) може да се използва методът на амперметъра и волтметъра, като в случая амперметърът се заменя с галванометър. Съществуват схеми за измерване на обемно и схеми за измерване на повърхностно съпротивление. Разделянето на обемните и повърхностните токове се извършва чрез система от три електрода A, B, C . Електродите А и С служат за изводи на обемното съпротивление RV , а електродите А и В на повърхностното съпротивление RS. Формата и размерите на електродите са стандартизирани, което позволява лесно да се определят специфичното обемно (V)и специфичното повърхностно (S)съпротивление.

От показанията на волтметъра и галванометъра се изчисляват обемното (долната схема) и повърхностното (горната схема)съпротивление.


Други реферати:
Цветът като стимул на емоции-положителен или отрицателен, или потребителско поведение
Човекът и неговото поведение в организацията, индивидуални личностни различия
Школи и теоретични направления в теорията на личността
Усещане, възприятие, памет, внимание
Основните понятия в процесите на ученето, мисленето и поведението


Изтегли реферата



Основните понятия в процесите на ученето, мисленето и поведението - Facebook Image
Сайтът се поддържа от DH Studio | pomagalo1.com © 2012 | Общи условия