Электротехника и электроника. - Немцов М.В.
Скачать (прямая ссылка):
SEFj
Рис. 5.5
120
Применяются магнитоиндукционные и воздушные успокоители.
Магнитоиндукционный успокоитель представляет собой алюминиевый сектор, укрепленный на оси подвижной части и движущийся в магнитном поле неподвижных постоянных магнитов. При движении сектора в нем индуцируются ЭДС, а под их воздействием — токи. Взаимодействие последних с магнитным полем неподвижных постоянных магнитов создает силу, которая препятствует движению подвижной части.
Воздушный успокоитель представляет собой закрытую камеру, в которой располагается легкое алюминиевое «крыло» 7(см. рис. 5.5), укрепленное на оси подвижной части прибора. Для торможения используется разность давлений в камере по обе стороны «крыла» при его движении.
5.5. Электромеханические аналоговые показывающие приборы
Электромеханические аналоговые показывающие приборы состоят из электромеханического измерительного механизма и измерительной цепи.
Измерительный механизм преобразует электрическую энергию в механическую энергию перемещения подвижной части и связанного с ней указателя.
Измерительная цепь преобразует значение измеряемой электрической величины (напряжения) в пропорциональное значение величины (ток), непосредственно воздействующей на измерительный механизм.
Один и тот же измерительный механизм в соединении с различными измерительными цепями может служить для измерения различных величин.
В зависимости от принципа действия измерительного механизма различают несколько систем электромеханических аналоговых показывающих приборов, условные обозначения которых даны в табл. 5.2.
Магнитоэлектрическая система. В измерительных механизмах магнитоэлектрической системы вращающий момент создается взаимодействием измеряемого постоянного тока в катушке механизма с магнитным полем постоянного магнита. Различают приборы магнитоэлектрической системы с подвижной катушкой (подвижной рамкой) и с подвижным магнитом.
В магнитоэлектрическом механизме с подвижной катушкой (рис. 5.6) последняя установлена на опорах и может поворачиваться в зазоре магнитной цепи в составе магнитопровода 2, полюсного наконечника 3 и цилиндрического сердечника 4, изготовляемых из магнитно-мягкого материала, и постоянного магнита 7.
121
Таблица 5.2
Условное обозначение принципа действия (системы) аналогового электромеханического показывающего прибора
Наименование системы прибора Условное обозначение
Обычный измерительный механизм Логометрический измерительный механизм
Магнитоэлектрический прибор с подвижной катушкой D D
Магнитоэлектрический прибор с подвижным магнитом
Электромагнитный прибор
Электромагнитный поляризованный прибор й
Электродинамический прибор
Индукционный прибор в ( )
Электростатический прибор і T
На подвижную часть механизма действует вращающий момент
Л/Вр = 2Fwd/2 = wlBld = kwI, (5.3)
где d и / — диаметр и длина каркаса катушки, содержащей w витков; F=BlI- сила, действующая на каждый проводник катушки; кщ, = wlBd — коэффициент пропорциональности вращающего момента.
Противодействующий момент спиральной пружины (на рис. 5.6 не показана) пропорционален углу поворота катушки а, т.е. Мпр = = кпра, где кпр — коэффициент пропорциональности. При равен-
122
Рис. 5.6
стве моментов Л/вр = Мпр угол поворота катушки пропорционален измеряемому току:
I= КгР-/къ = с,а
(5.4)
или
а ¦
Cl
I,
где C1 — постоянная прибора («цена деления шкалы»).
Основные достоинства показывающих приборов магнитоэлектрической системы — высокие чувствительность и класс точности (до 0,1) и равномерность шкалы при измерении в цепи постоянного тока вследствие значительной (до 0,35 Тл) и равномерно распределенной в воздушном зазоре магнитной цепи измерительного механизма магнитной индукции поля.
Основной недостаток — измерение только постоянных токов.
Для измерения синусоидального тока используются преобразователи. Например, двухполупериодный выпрямитель (рис. 5.7, где ИМ — измерительный механизм) позволяет измерять среднее значение тока і в цепи (4.3).
Гальванометры — приборы магнитоэлектрической системы с неградуирован-ной шкалой и высокой чувствительностью к постоянному току.
Электромагнитная система. В измерительных механизмах электромагнитной системы вращающий момент обусловлен Рис. 5.7
123
электромеханическим действием магнитного поля измеряемого тока в неподвижной катушке прибора на подвижный ферромагнитный якорь. Механические силы стремятся переместить якорь так, чтобы энергия магнитного поля механизма стала возможно большей.
В электромагнитном механизме (рис. 5.8) якорь J втягивается в катушку 2, включенную в цепь измеряемого тока. Для усиления магнитного поля и регулирования значения вращающего момента служит неподвижный ферромагнитный сердечник 3. Противодействующий момент создается спиральной пружиной 5. Для защиты от внешних магнитных полей измерительный механизм помещен в ферромагнитный экран 4.
В общем случае вращающий момент, действующий на подвижную часть, равен производной энергии магнитного поля WM = = L(a)i2/2 (3.23) по координате перемещения а
