Elektrodynamische und ferrodynamische Messgeräte

Elektrodynamische und ferrodynamische Geräte basieren auf dem Prinzip der Wechselwirkung von Strömen verschiedener Spulen, von denen eine stationär ist und die andere ihre Position relativ zur ersten ändern kann. Die elektrische Energie wird der beweglichen Spule des Geräts über Schraubenfedern oder Drähte zugeführt.

Elektrodynamische und ferrodynamische Messgeräte dienen der Messung von Strom, Spannung, Leistung und anderen elektrischen Größen von Gleich- und Wechselströmen. Die Skalen von Voltmetern und Amperemetern sind ungleich und die von Wattmetern praktisch gleich.

Elektrodynamische Geräte bieten die höchste Genauigkeit bei der Messung in Wechselstromkreisen mit einer Frequenz von bis zu 20 kHz, vertragen jedoch keine Überlastung, zeichnen sich durch einen erheblichen Stromverbrauch aus und ihre Messwerte werden durch externe Magnetfelder beeinflusst.

Um diesen Einfluss bei Geräten hoher Genauigkeitsklasse zu reduzieren, werden Abschirmung und astatischer Aufbau des Messsystems eingesetzt. Die Kosten für elektrodynamische Geräte sind hoch.

Die Skala elektrodynamischer Messgeräte ist häufig in Unterteilungen unterteilt, ohne dass die Werte dieser Unterteilungen in Maßeinheiten angegeben werden. In diesem Fall ist die Gerätekonstante, d.h. Die Anzahl der gemessenen Einheiten, die einer Skalenteilung entsprechen, wird durch die Formeln ermittelt:

für ein Voltmeter

für ein Amperemeter

für Wattmeter

wobei Unom und Aznom die Nennspannung bzw. der Nennstrom des Geräts sind, αmah die Gesamtzahl der Skalenteilungen.

Bei elektrodynamischen Amperemetern für Nennströme bis 0,5 A und Voltmetern sind beide Wicklungen des Gerätes in Reihe miteinander geschaltet, bei Amperemetern mit einem Messbereich über 0,5 A - parallel.

Die Erweiterung der Messgrenzen elektrodynamischer Amperemeter erfolgt durch die Unterteilung der stationären Spule in Abschnitte, wodurch Sie den Messbereich des Geräts halbieren und es verwenden können Messshunts von Gleichstrom- und Messstromwandlern bei der Messung in Wechselstromkreisen.

Die Erweiterung der Messgrenzen elektrodynamischer Voltmeter wird durch den Einsatz zusätzlicher Widerstände und bei Messungen in Wechselstromkreisen zusätzlich durch den Einsatz von Spannungsmesswandlern erreicht.

Reis. 1. Schemata zum Anschluss eines einphasigen Wattmeters: a – direkt im Netzwerk, b – über Spannungs- und Strommesstransformatoren.

Unter den elektrodynamischen Messgeräten ist das Wattmeter am weitesten verbreitet (Abb.1, a), bei dem im Stromkreis eine feste Spule mit wenigen Windungen aus dickem Draht in Reihe geschaltet ist und eine bewegliche - mit einem Einbaugehäuse oder einem externen Zusatzwiderstand verbunden - parallel dazu der Abschnitt des Stromkreises, in dem die Leistung gemessen wird. Um den Wattmeterpfeil in die gewünschte Richtung abzulenken, müssen die Regeln zum Einschalten des Geräts beachtet werden: Elektrische Energie muss von der Seite der Generatorklemmen der Wicklungen in das Gerät gelangen, die auf dem Gerät mit „*“ gekennzeichnet sind. .

Die Skala auf jedem Wattmeter gibt die Nennspannung und den Nennstrom an, für die das Gerät ausgelegt ist. Bei Bedarf ist es zulässig, Spannung und Strom innerhalb von 2 Stunden auf 120 % ihrer Nennwerte zu bringen. Einige elektrodynamische Wattmeter verfügen über variable Messbereiche sowohl für Nennspannung als auch für Nennstrom, zum Beispiel 30/75/150/300 V und 2,5/5 A.

Die Erweiterung der Stromskala erfolgt bei elektrodynamischen Wattmetern auf die gleiche Weise wie bei elektrodynamischen Amperemetern, und die Erweiterung der Spannungsskala erfolgt ähnlich wie bei elektrodynamischen Voltmetern. Wird das elektrodynamische Wattmeter über Spannungs- und Strommesswandler eingeschaltet (Abb. 1, b), ergibt sich die gemessene Leistung aus der Formel

wobei K.ti und Ki die nominalen Übersetzungsverhältnisse der Messspannungs- und Stromwandler sind, ° СW die Wattmeterkonstante und α die vom Gerät abgelesene Anzahl der Teilungen sind.

Wenn eingeschaltet Elektrodynamischer Phasenmesser im Wechselstromkreis (Abb.2) Es muss sichergestellt werden, dass die Kabel, die das Gerät mit Strom versorgen, an die mit „*“ gekennzeichneten Generatorklemmen am Gerät angeschlossen sind. Ein solcher Direktanschluss ist möglich, wenn die Netzspannung der Nennspannung des Zeigers entspricht und der Laststrom dessen Nennstrom nicht überschreitet. aktuell.

Die Nennspannung und der Nennstrom des Zeigers werden auf seiner Skala angezeigt, wobei es auch Bezeichnungen gibt: „IND“ für den Teil der Skala, der dem Strom entspricht, der der Spannung nacheilt, und „EMK“ für den Teil der Skala, der dem entspricht Leitstrom. Falls die Spannung und der Strom des Stromkreises die entsprechende Nennspannung und den Nennstrom des Zeigers überschreiten, sollte dieser über die entsprechenden Messspannungs- und Stromwandler eingeschaltet werden.

Reis. 2. Schaltplan des Phasenmessers.

Ferrodynamische Geräte ähneln elektrodynamischen Geräten, unterscheiden sich jedoch von ihnen durch ein verstärktes Magnetfeld einer stationären Spule aufgrund eines Magnetkerns aus ferrimagnetischem Material, der das Drehmoment erhöht, die Empfindlichkeit erhöht, den Einfluss externer Magnetfelder abschwächt und den Verbrauch senkt elektrischer Energie. Die Genauigkeit ferrodynamischer Messgeräte ist geringer als die Genauigkeit elektrodynamischer Messgeräte. Sie sind auch für den Einsatz in Wechselstromkreisen mit einer Frequenz von 10 Hz bis 1,5 kHz geeignet.

Reis. 3. Schematische Darstellung eines ferrodynamischen Frequenzzählers

Reis. 4. Schema zum Einschalten des Frequenzmessers: a – direkt im Netzwerk, b – über den zusätzlichen Widerstand

Ferrodynamische Frequenzmesser werden üblicherweise parallel oder über ein zusätzliches Fernsteuergerät an ein Wechselspannungsnetz angeschlossen (Abb.4, a, b), bei dem es sich um einen Stromkreis mit Widerständen, Induktionsspulen und Kondensatoren handelt, die in einem separaten Gehäuse untergebracht sind. Beim Einschalten des Frequenzmessers sollten Sie prüfen, ob die Netzspannung der auf der Skala angezeigten Nennspannung des Geräts entspricht. Ferrodynamische Frequenzmesser werden auch ohne zusätzliche Geräte für mehrere Nennspannungen hergestellt, die jeweils einer bestimmten Klemme des Geräts und einer mit „*“ gekennzeichneten gemeinsamen Klemme entsprechen.