Електродинамометричний ваттметр

Визначення електродинамометричного ваттметра

Електродинамометричний ваттметр вимірює електричну потужність за допомогою взаємодії між магнітними полями та електричними струмами.

Принцип роботи

Тепер розглянемо конструктивні деталі електродинамометра. Він складається з наступних частин.У електродинамометрі присутні два типи котушок. Це:

Пружна котушка

Пружна котушка переміщує стрілку за допомогою пружинного контролюваного приладу. Для запобігання перегріву через пружну котушку проходить обмежений струм, підключаючи в серію високий опір. Пружна котушка з повітряним серединним серцем монтується на підвісному веретені і може вільно переміщатися. У електродинамометричному ваттметрі пружна котушка діє як напругова котушка і підключається по напрузі, тому струм через неї пропорційний напрузі.

Стала котушка

Стала котушка поділяється на дві рівні частини, і ці частини підключені в серію до навантаження, тому струм навантаження буде проходити через ці котушки. Тепер причина використання двох сталих котушок замість однієї очевидна, щоб вона могла бути побудована для проведення значної кількості електричного струму.

Ці котушки називаються струмовими котушками електродинамометричного ваттметра. Раніше ці сталі котушки були спроектовані для проведення струму приблизно 100 ампер, але сучасні ваттметри спроектовані для проведення струму приблизно 20 ампер, щоб економити енергію.

Система управління

З двох систем управління, а саме:

Гравітаційне управління

Пружинне управління, лише пружинні системи управління використовуються у цих типах ваттметрів. Система гравітаційного управління не може бути використана, оскільки вона призведе до значних помилок.

Система демпфування

Використовується демпфування за допомогою повітряного тертя, оскільки демпфування за допомогою вихрових струмів може деформувати слабке робоче магнітне поле, що призводить до помилок.

Існує рівномірна шкала, яка використовується у цих типах приладів, оскільки пружна котушка лінійно переміщується в діапазоні 40-50 градусів на кожній стороні.

Тепер виведемо вирази для керуючого моменту та відхиляючого моменту. Щоб отримати ці вирази, розглянемо нижче надану схему електричного контуру:

Ми знаємо, що моментний момент у електродинамічних приладах прямо пропорційний добутку миттєвих значень струмів, що проходять через обидві котушки, та швидкості зміни магнітного потоку, пов'язаного з контуром.

Нехай I1 і I2 — миттєві значення струмів у напруговій та струмової котушках відповідно. Тоді вираз для моменту можна записати як:

Де x — кут.

Нехай прикладене значення напруги на напругову котушку становить

Оскільки електричний опір напругової котушки дуже високий, ми можемо знехтувати його реактивним опором порівняно з опором. Таким чином, імпеданс дорівнює його електричному опору, що робить його повністю резистивним.

Вираз для миттєвого струму можна записати як I2 = v / Rp, де Rp — опір напругової котушки.

Якщо існує фазова різниця між напругою та електричним струмом, то вираз для миттєвого струму через струмову котушку можна записати як

Оскільки струм через напругову котушку дуже маленький порівняно зі струмом через струмову котушку, струм через струмову котушку можна вважати рівним загальному струму навантаження.Отже, миттєве значення моменту можна записати як

Середнє значення відхиляючого моменту можна отримати, інтегруючи миттєвий момент від 0 до T, де T — період циклу.

Керуючий момент задається як Tc = Kx, де K — пружний коефіцієнт, а x — кінцеве стаціонарне значення відхилення.

Переваги

• Шкала є рівномірною до певного межі.

• Вони можуть бути використані для вимірювання як прямого, так і чергового струму, оскільки шкала калібрується для обох.

Помилки

• Помилки в індуктивності напругової котушки.

• Помилки можуть бути через ємність напругової котушки.

• Помилки можуть бути через взаємну індуктивність.

• Помилки можуть бути через підключення (наприклад, напругова котушка підключена після струмової котушки).

• Помилки через вихрові струми.

• Помилки, спричинені вібрацією рухомої системи.

• Температурні помилки.

• Помилки через стороннє магнітне поле.