Phasenmesser und Synchronoskope

Phasenmesser werden verwendet, um den Phasenwinkel beispielsweise eines Wechselstroms gegenüber der ihn verursachenden Spannung zu bestimmen.

Der stationäre Teil des Messmechanismus des Phasenmessers umfasst drei Spulen, von denen zwei 1 und 2 die Form von Rahmen haben. Sie sind in einem Winkel von 120° gegeneinander verschoben (Abb. 1, a). Die zylindrische Spule 3 befindet sich innerhalb der Spulen 1 und 2 koaxial zum beweglichen Teil.

Der bewegliche Teil wird durch eine Achse 4 gebildet, an deren Enden um 180° gegeneinander versetzte Kerne 5 in Form dünner Platten befestigt sind, die als Blütenblätter bezeichnet werden. Achse und Blütenblätter bestehen aus weichmagnetischem Material und bilden eine Z-förmige Struktur (Abb. 1, b). Der Messmechanismus verfügt nicht über ein durch die Feder erzeugtes Gegenmoment, daher kann das betreffende Gerät auf Verhältnisse zurückgeführt werden.

In Abb. In Abb. 2 zeigt das Schema zum Einschalten des Phasenmessers. Die Wicklungen 1 und 2 sind im Schnitt zweier Drähte einer Drehstromleitung enthalten, und Wicklung 3 ist in Reihe mit einem Widerstand Rd, der einen erheblichen Wirkwiderstand aufweist, an die Netzspannung angeschlossen.Die durch diese Wicklungen fließenden linearen Ströme sind um 120° phasenverschoben, wodurch die Wicklungen 1 und 2 einen rotierenden Magnetfluss Ф12 erzeugen, als ob sie einen Laststromvektor darstellen würden. Die Frequenz seiner Rotation hängt von der Frequenz der Ströme ab I1 und I2... In einer Periode macht der Fluss F12 eine vollständige Umdrehung.

Da der Widerstandswert des Widerstands Rq groß im Vergleich zum Blindwiderstand der Spule 3 ist, ist der Strom Az3 in Phase mit der Netzspannung. Spule 3 erzeugt aufgrund einer sinusförmigen Stromänderung einen pulsierenden Magnetfluss F3, der nahezu sinusförmig ist. Die Symmetrieachse dieser Strömung ist raumfest und fällt immer mit der Achse des beweglichen Teils des Mechanismus zusammen. Der Fluss F3 ist entlang der Achse 4 des beweglichen Teils, der Blütenblätter und des festen externen zylindrischen Magnetkreises geschlossen.

Reis. 1. Messmechanismus für das Verhältnis des elektromagnetischen Systems mit Z-förmigem Kern

Reis. 2. Schaltplan des Phasenmessers des elektromagnetischen Systems

Die in unterschiedlichen Ebenen geschlossenen Flüsse F12 und F3 magnetisieren den beweglichen Teil des Messwerks. Da der Wert des Flusses Ф12 konstant ist, erreicht die Magnetisierung der Achse und der Blütenblätter den höchsten Wert in dem Moment, in dem der Fluss Ф3 den größten Wert durchläuft. Aufgrund der Wirkung von Trägheitskräften wird das bewegliche Teil bewegungslos in einer Position fixiert, die seiner größten Magnetisierung entspricht, d. h. der Position des rotierenden Flusses Ф12 in dem Moment, in dem der Fluss Ф3 seinen Maximalwert erreicht.

Es ist zu beachten, dass die Position des rotierenden Flusses relativ zum stationären Teil des Geräts zum Zeitpunkt des Durchgangs des Flusses Ф3 und des Stroms Аз3 durch den Wert der Amplitude von der Änderung des Winkels φ zwischen dem Laststrom abhängt und die Spannung. Vor diesem Hintergrund ist die Position, die das bewegliche Teil (und dementsprechend der Zeiger des Geräts) in Bezug auf die Skala einnimmt, d. h. Der Winkel α charakterisiert die Phasenverschiebung zwischen Laststrom und Spannung.

Ein nach diesem Prinzip arbeitendes Phasometer misst Phasenverschiebungen bei kapazitiven und induktiven Lasten. Die Skala des Geräts kann in Winkelwerten φ oder cosφ... Im ersten Fall ist es gleichmäßig, im zweiten Fall ungleichmäßig.

Phasometer Ts302

Synchronoskope

Das betrachtete Messwerk kommt auch im Synchroskop zum Einsatz, einem Gerät zur Parallelschaltung von Synchrongeneratoren.

Das Diagramm zum Einschalten des Synchronoskops ist in Abb. 1 dargestellt. 3.

Reis. 3. Schaltplan des Synchronoskops des elektromagnetischen Systems

Der Aufbau der Spulen 1, 2 und 3 des Messwerks ähnelt dem Aufbau der entsprechenden Spulen des Phasenmessers, sie bestehen jedoch aus dünnem Kupferdraht mit vielen Windungen, wodurch die Spulen haben einen erheblichen Widerstand. Spule 3 ist an die Netzspannung angeschlossen, Spule 1 und 2 an die Netzspannungen der angeschlossenen Synchronmaschine. Die Widerstände sind in Reihe mit den Spulen R geschaltet und so weiter.

Wie bereits erwähnt, ist der bewegliche Teil des Messmechanismus im resultierenden Magnetfeld der drei Spulen so montiert, dass die Achse der Lappen des beweglichen Teils mit der Richtung des rotierenden Feldes Ф12 übereinstimmt, in dem es erfasst wird Amplitudenwert des pulsierenden Feldes F3.

Diese Position der Lappen des beweglichen Teils bei gleicher Frequenz des Stroms in den Wicklungen der Spulen hängt von der Phasenverschiebung zwischen den Strömen I1 und Az2 in den Wicklungen der Spulen 1, 2 und dem Strom Az3 in der Wicklung ab die Spule 3. Die Ströme I1 und Az2 fallen praktisch phasengleich mit der Netzspannung des Synchrongenerators und der Strom Az3 mit der Netzspannung zusammen (da der Widerstandswert des Widerstands Rq groß ist).

Infolgedessen ° С Das Anzeigegerät des Synchronoskops zeigt also bei Gleichheit der Frequenzen des Netzstroms und des angeschlossenen Generators direkt die Phasenverschiebung zwischen den Netzspannungen dieser Drehstromsysteme an.

Reis. 4. Anschlusspläne: a – Synchronoskop, b – Phasometer des elektromagnetischen Systems

Reis. 5. Synchronoskop Typ E1605

Beim Synchronisieren stimmen die Frequenz des Netzstroms und der Strom des angeschlossenen Generators nicht überein. Dies führt zu einer kontinuierlichen Änderung des Phasenwinkels zwischen der Netzspannung und z. usw. v. Generator und damit zu einer Änderung der Position der Blütenblätter relativ zu den stationären Spulen. Da der bewegliche Teil des Synchronoskops in jeden Winkel gedreht werden kann, dreht sich der Zeiger.

Die Drehrichtung hängt vom Vorzeichen der Frequenzdifferenz zwischen Netz und angeschlossenem Generator ab. Je kleiner dieser Unterschied ist, desto langsamer dreht sich der Synchronoskopzeiger.

Die Skala des Geräts hat ein Vorzeichen, das der Gegenphasenlage der Spannungsvektoren entspricht und z. usw.v. synchronisierte Objekte. Die Synchronmaschine muss während der Gasmaskenposition der Vektoren von z. B. an die Stationsbusse angeschlossen sein. usw. pp. und Busspannungen.

In Abb. 4 zeigt einen Schaltplan eines elektromagnetischen Phasenmessers und einen Schaltplan eines elektromagnetischen Synchronoskops.