Elektrodinamometarski tip vatomjera

Definicija elektrodinamometra vatmetra

Elektrodinamometarski vatmetar mjeri električnu snagu koristeći interakciju između magnetskih polja i električnih struja.

Princip rada

Sada ćemo pogledati konstrukcijske detalje elektrodinamometra. Sastoji se od sljedećih dijelova.U elektrodinamometru postoje dva tipa zavojnica. To su:

Pokretna zavojnica

Pokretna zavojnica pomica pokazivač s pomoću instrumenta sa prigušenjem od žice. Da bi se spriječilo pregrjevanje, kroz pokretnu zavojnicu protiječe ograničena struja vezanjem visokovaljane otpornosti u seriju. Zavojnica bez jezgra smještena je na osi koja može slobodno kretati. U elektrodinamometarskom vatmetru, pokretna zavojnica djeluje kao zavojnica tlaka i spojena je na napon, tako da je struja kroz nju proporcionalna naponu.

Fiksna zavojnica

Fiksna zavojnica podijeljena je na dvije jednake dijelove i ove su spojene u seriju s opterećenjem, stoga će struja kroz opterećenje protjecati kroz te zavojnice. Razlog za korištenje dvije fiksne zavojnice umjesto jedne je vrlo očigledan, kako bi se mogao konstruirati za prijenos značajne količine električne struje.

Ove zavojnice zovu se strujne zavojnice elektrodinamometarskog vatmetra. Ranije su fiksne zavojnice dizajnirane da nose struju od oko 100 ampera, ali su moderni vatmetri dizajnirani da nose struju od oko 20 ampera kako bi se spriječila potrošnja energije.

Kontrolni sustav

Od dva kontrolna sustava, tj.

Gravitacijska kontrola

Prigušenje od žice, samo prigušenje od žice se koristi u ovim tipovima vatmetara. Gravitacijski kontrolni sustav ne može se koristiti jer bi to dovelo do značajnih grešaka.

Dampirni sustav

Koristi se dampiranje zrakom jer bi dampiranje strujnim vrtincima moglo iskriviti slabo radno magnetsko polje, što dovodi do grešaka.

Postoji uniformna ljestvica koja se koristi u ovim tipovima instrumenata, jer se pokretna zavojnica linearno pomiče unutar opsega od 40 do 50 stupnjeva na svaku stranu.

Sada izvedimo izraze za kontrolni i otklonski moment. Kako bismo izveli ove izraze, razmotrimo skicu strujnog kruga datu ispod:

Znamo da je trenutni moment u elektrodinamičkim instrumentima direktno proporcionalan produktu trenutnih vrijednosti struja koje protječe kroz obje zavojnice i brzini promjene fluksa vezanog uz krug.

Neka su I1 i I2 trenutne vrijednosti struja u zavojnici tlaka i strujnoj zavojnici redom. Tada se izraz za moment može zapisati kao:

gdje je x kut.

Neka je primijenjena vrijednost napona na zavojnici tlaka

Budući da je električni otpor zavojnice tlaka vrlo velik, možemo zanemariti njegov reaktanc u usporedbi s njegovim otporom. Stoga je impedanca jednaka njegovom električnom otporu, čime postaje čisto otporno.

Izraz za trenutnu struju može se zapisati kao I2 = v / Rp gdje je Rp otpor zavojnice tlaka.

Ako postoji fazna razlika između napona i električne struje, tada se izraz za trenutnu struju kroz strujnu zavojnicu može zapisati kao

Budući da je struja kroz zavojnicu tlaka vrlo mala u usporedbi s strujom kroz strujnu zavojnicu, struja kroz strujnu zavojnicu može se smatrati jednaka ukupnoj struji opterećenja.Stoga se trenutna vrijednost momenta može zapisati kao

Prosječna vrijednost otklonskog momenta može se dobiti integriranjem trenutnog momenta od granice 0 do T, gdje je T period ciklusa.

Kontrolni moment daje se kao Tc = Kx gdje je K konstanta žice i x konačna stabilna vrijednost defleksije.

Prednosti

• Ljestvica je uniformna do određene granice.

• Mogu se koristiti za mjerenje i AC i DC količina, jer je ljestvica kalibrirana za oba.

Greške

• Greške u induktanci zavojnice tlaka.

• Greške mogu biti zbog kapacitance zavojnice tlaka.

• Greške mogu biti zbog efekata međuindukcije.

• Greške mogu biti zbog spojeva (npr. zavojnica tlaka spojena nakon strujne zavojnice).

• Greška zbog eddy struja.

• Greške uzrokovane vibracijama pokretnog sustava.

• Temperaturna greška.

• Greške zbog stranih magnetskih polja.