Elektrodynamometrický vátmetr

Definice elektrodynamometrického vátmetru

Elektrodynamometrický vátměr měří elektrickou sílu pomocí interakce mezi magnetickými poli a elektrickými proudy.

Princip fungování

Nyní se podívejme na konstrukční detaily elektrodynamometru. Tvoří ho následující části.V elektrodynamometru jsou přítomny dva typy cívek. Jsou to:

Pohyblivá cívka

Pohyblivá cívka pohybuje ukazatel s pomocí pružinového ovládání. Aby se předešlo přehřívání, omezovaný proud prochází pohyblivou cívkou spojením s vysokoodporovým odporem. Pohyblivá cívka bez jádra je montována na otáčivém hřebíku a může se volně pohybovat. V elektrodynamometrickém vátměru pohyblivá cívka slouží jako tlačná cívka a je připojena k napětí, takže proud procházející jí je úměrný napětí.

Pevná cívka

Pevná cívka je rozdělena do dvou stejných částí a tyto jsou připojeny v sérii s zatížením, proto proud zatížení prochází těmito cívkami. Důvod použití dvou pevných civek místo jedné je zřejmý, aby bylo možné konstruovat zařízení, které může nést značný proud.

Tyto cívky se nazývají proudové cívky elektrodynamometrického vátměru. Dříve byly pevné cívky navrženy k přenosu proudu až 100 amperů, ale moderní vátměry jsou nyní navrženy k přenosu proudu až 20 amperů, aby se ušetřila energie.

Řídící systém

Za dva řídící systémy, tj.:

Řízení gravitací

Pružinové řízení, pouze pružinové řídicí systémy jsou používány v těchto typech vátměrů. Systém řízení gravitací nelze použít, protože by to vedlo k značným chybám.

Tlumicí systém

Je použito tlumení vzduchovým odporom, protože tlumení eddy proudy může zkreslit slabé pracovní magnetické pole, což vede k chybám.

Existuje rovnoměrná stupnice, která se používá v těchto typech přístrojů, protože pohyblivá cívka se lineárně pohybuje v rozsahu 40 až 50 stupňů na každé straně.

Nyní odvodíme výrazy pro řídící a odklonové momenty. Pro odvození těchto výrazů zvažme následující obvodový diagram:

Víme, že okamžitý moment v elektrodynamických přístrojích je přímo úměrný součinu okamžitých hodnot proudů procházejících oběma cívkami a rychlosti změny toku spojeného s obvodem.

Nechť I1 a I2 jsou okamžité hodnoty proudů v tlačné a proudové cívce. Výraz pro moment lze tedy zapsat jako:

Kde x je úhel.

Nyní nechť aplikovaná hodnota napětí na tlačné cívce je

Protože elektrický odpor tlačné cívky je velmi vysoký, můžeme jej porovnat s jeho reaktancí. Takže impedancí je roven jeho elektrický odpor, což z něj dělá čistě rezistivní.

Výraz pro okamžitý proud lze zapsat jako I2 = v / Rp, kde Rp je odpor tlačné cívky.

Pokud existuje fázový rozdíl mezi napětím a elektrickým proudem, pak výraz pro okamžitý proud procházející proudovou cívkou lze zapsat jako

Jelikož proud procházející tlačnou cívkou je velmi malý v porovnání s proudem procházejícím proudovou cívkou, lze proud procházející proudovou cívkou považovat za rovný celkovému zátěžovému proudu. Proto lze okamžitou hodnotu momentu zapsat jako

Průměrná hodnota odklonového momentu lze získat integrací okamžitého momentu od limitu 0 do T, kde T je perioda cyklu.

Řídící moment je dán vztahem Tc = Kx, kde K je pružnostní konstanta a x je konečná stacionární hodnota odklonu.

Výhody

• Stupnice je rovnoměrná až do určité hranice.

• Mohou být použity k měření jak střídavých, tak stejnosměrných veličin, protože stupnice je kalibrována pro obě.

Chyby

• Chyby indukčnosti tlačné cívky.

• Chyby mohou být způsobeny kapacitancí tlačné cívky.

• Chyby mohou být způsobeny vzájemnou indukčností.

• Chyby mohou být způsobeny spojeními (tj. tlačná cívka je připojena po proudové cívce).

• Chyba způsobená eddy proudy.

• Chyby způsobené vibrací pohyblivého systému.

• Teplotní chyba.

• Chyby způsobené cizí magnetickou polem.