Електро- та феродинамічні прилади

Принцип дії вимірювального механізму електродинамічної системи заснований на взаємодії магнітних полів нерухомої та рухомої котушок зі струмами. Власне магнітне поле невелике, оскільки магнітні силові лінії замикаються по повітрі. Тому електродинамічні механізми схильні впливу зовнішніх магнітних полів. Для захисту від них застосовують екранування.

За конструкцією є два різновиди приладів електродинамічної системи: з вимірювальним механізмом без феромагнітного осердя і з вимірювальним механізмом, в якому магнітний потік, що створюється струмом і₁ проходить через шихтовий (виконаний з набору листів) магнітопровід (осердя).

Прилади з вимірювальним механізмом без феромагнітного осердя (їх називають електродинамічними) можуть працювати у порівняно широкому частотному діапазоні (до декількох кілогерц). Однак такі прилади значною мірою піддаються впливу зовнішнього магнітного поля, якщо в ньому не передбачене екранування або астатичне виконання вимірювального механізму (два ідентичні вимірювальні механізми на спільній осі, в яких обертальні моменти від зовнішнього поля направлені в протилежних напрямках і взаємно компенсуються).

Прилади, вимірювальний механізм яких має феромагнітний магнітопровід (феродинамічні прилади), при меншому споживанні розвивають значно більші обертальні моменти, дуже надійні, але поступаються за точністю та частотним діапазоном електродинамічним приладам (без феромагнітного осердя). Найвищий клас точності електродинамічних приладів - 0,1, а феродинамічних - 0,5.

Індуктивності котушок і не залежать, а взаємна індуктивність залежить від кута повороту рухомої частини, тому обертовий момент

(4.13)

Якщо протидіючий момент створюється пружними елементами, то для режиму встановленого відхилення отримаємо

Звідки рівняння перетворення

(4.14)

Таким чином, відхилення рухомої частини залежить від добутку струмів та від закону зміни взаємної індуктивності між нерухомою та рухомою котушками.

Рівняння перетворення електродинамічного механізму на змінному струмі має вигляд

(4.15)

де - кут зсуву фаз між струмами.

Електродинамічні прилади мають два ланцюга струму (постійний і змінний), що дозволяє використовувати їх в якості не тільки амперметрів та вольтметрів, але й ватметрів, фазометрів.

Особливістю вимірювальних механізмів електродинамічної системи є те, що в них не використовуються феромагнітні елементи. Момент створюється магнітними потоками, що діють у повітрі. Завдяки цьому відсутні похибки від вихрових струмів, гістерезису та ін.. Ця особливість забезпечує високу точність приладів. К достоїнствам цих приладів відносять можливість використання на постійному струмі, стабільність показів в часі.

Недоліки електродинамічних приладів: невисока чутливість; велике власне вживання потужності; вплив зовнішніх магнітних полів; чутливість до перевантажень, вібрацій та ін..

Механізми феродинамічної групи відрізняються від електродинамічних тим, що у них нерухомі котушки розташовані на серцевині із феромагнітного матеріалу. Так як магнітний потік замикається не по повітрю, а по магнітопроводу, обертовий момент суттєво зростає. Власне магнітне поле сильне, тому вплив зовнішніх магнітних полів слабшає. Однак наявність магнітопроводу викликає похибки від гістерезису то вихрових струмів, тому феродинамічні прилади менш точні ніж електродинамічні. Для зменшення похибки від вихрових струмів пластини магнітопроводу ізолюють одну від одної.

Рівняння перетворення:

, (4.16)

де - коефіцієнт, який залежить від конструктивних параметрів та вибору систем одиниць.

Феродинамічні прилади використовують в якості щитових (амперметри, вольтметри класів точності 1,5 і 2,5; ватметри класів точності 0,2 і 0,5) та переносних приладів змінного струму (амперметри і вольтметри класів точності 0,5; ватметри), а також як самописні прилади.

Дата добавления: 2014-01-07