Аналоговые электромеханические измерительные приборы. Ларионов А.Н - 27 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

27
α=F(I
1
2
/I
2
2
).
Таким образом, угол поворота подвижного механизма является функцией
отношения квадратов токов в катушках логометра.
4. ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
4.1. Электромагнитный измерительный механизм
Принцип действия приборов электродинамической системы основан на
взаимодействии магнитных полей двух катушек, по которым течет измеряе -
мый ток. Неподвижная катушка 1 состоит из двух секций для создания одно -
родного магнитного поля (рис.17). Легкая под-
вижная катушка 2 помещается внутри неподвиж-
ной и жестко скрепляется с осью и стрелкой. Для
подвода тока в подвижную катушку и создания
противодействующего момента применяют спи-
ральные пружины, которые электрически изоли-
рованы от оси . На оси подвижной катушки за -
креплено также крыло воздушного успокоителя.
Для повышения чувствительности и класса точ-
ности прибора обмотка подвижной катушки вы -
полняется из тонкой изолированной проволоки .
При протекании тока по катушкам электроди-
намического измерительного механизма ток под-
вижной катушки I
2
взаимодействует с магнит-
ным потоком Ф
1
, создаваемым током I
1
непод-
вижной катушки . Поворот подвижной катушки
Рис.17. происходит за счет энергии магнитного поля ка -
тушек, поэтому вращающий момент М
вр
, дейст-
вующий на подвижную катушку, равен:
М
вр
=dW
m
/dα,
где W
m
– энергия магнитного поля катушек, α – угол поворота подвижной ка -
тушки . Энергия магнитного поля W
m
подвижной системы двух катушек скла-
дывается из энергии катушек и энергии, обусловленной их взаимной индук-
цией, то есть W
m
=L
1
·I
1
2
/2+L
2
·I
2
2
/2+M
12
·I
1
·I
2
, где L
1
и L
2
– индуктивности кату -
шек, М
12
– коэффициент их взаимной индуктивности . Подстановка данного
выражения в уравнение вращающего момента дает: М
вр
= dW
m
/dα=
=(I
1
2
/2)·(dL
1
/dα)+(I
2
2
/2)·(dL
2
/dα)+I
1
·I
2
·(dM
12
/dα). Поскольку индуктивности L
1
и L
2
– постоянны для данного прибора, то dL
1
= dL
2
=0 и М
вр
=I
1
·I
2
·(dM
12
/dα).
Величина dM
вр
/dα=f(α) сильно зависит от формы катушек и постоянна для-
данного прибора, то есть dM
вр
/dα=const=k
1
, поэтому М
вр
=k
1
·I
1
·I
2
. 
                                                   27

                                              α=F(I12/I22).
    Та ки м о б р а зо м , уго л п о во р о та п о д ви ж но го м е ха ни зм а являе тся ф ункц и е й
о тно ше ни я ква д р а то в то ко в в ка тушка х ло го м е тр а .

                      4. ЭЛЕКТРО ДИНАМ ИЧЕСКИЕ П РИБ О РЫ
                   4.1. Эле ктр о м а гни тный и зм е р и те льный м е ха ни зм

     П р и нц и п д е йстви я п р и б о р о в эле ктр о д и на м и че ско й си сте м ы о сно ва н на
вза и м о д е йстви и м а гни тных п о ле й д вух ка туше к, п о ко то р ым те че т и зм е р яе -
м ый то к. Не п о д ви ж на я ка тушка 1 со сто и ти з д вух се кц и й д ля со зд а ни я о д но -
                                        р о д но го м а гни тно го п о ля (р и с.17). Ле гка я п о д -
                                        ви ж на я ка тушка 2 п о м е щ а е тся внутр и не п о д ви ж -
                                        но й и ж е стко скр е п ляе тся с о сью и стр е лко й. Для
                                        п о д во д а то ка в п о д ви ж ную ка тушку и со зд а ни я
                                        п р о ти во д е йствую щ е го м о м е нта п р и м е няю т сп и -
                                        р а льные п р уж и ны, ко то р ые эле ктр и че ски и зо ли -
                                        р о ва ны о т о си . На о си п о д ви ж но й ка тушки за -
                                        кр е п ле но та кж е кр ыло во зд ушно го усп о ко и те ля.
                                        Для п о выше ни я чувстви те льно сти и кла сса то ч-
                                        но сти п р и б о р а о б м о тка п о д ви ж но й ка тушки вы-
                                        п о лняе тся и з то нко й и зо ли р о ва нно й п р о во ло ки .
                                             П р и п р о те ка ни и то ка п о ка тушка м эле ктр о д и -
                                        на м и че ско го и зм е р и те льно го м е ха ни зм а то к п о д -
                                        ви ж но й ка тушки I2 вза и м о д е йствуе т с м а гни т-
                                        ным п о то ко м Ф 1, со зд а ва е м ым то ко м I1 не п о д -
                                        ви ж но й ка тушки . П о во р о т п о д ви ж но й ка тушки
            Ри с.17.                    п р о и схо д и тза сче тэне р ги и м а гни тно го п о ля ка -
                                        туше к, п о это м у вр а щ а ю щ и й м о м е нт М вр, д е йст-
вую щ и й на п о д ви ж ную ка тушку, р а ве н:
                                               М вр=dWm /dα,
гд е Wm – эне р ги я м а гни тно го п о ля ка туше к, α – уго л п о во р о та п о д ви ж но й ка -
тушки . Эне р ги я м а гни тно го п о ля Wm п о д ви ж но й си сте м ы д вух ка туше к скла -
д ыва е тся и з эне р ги и ка туше к и эне р ги и , о б усло вле нно й и х вза и м но й и нд ук-
ц и е й, то е сть Wm=L1·       I12/2+L2· I22/2+M12·     I1·I2, гд е L1 и L2 – и нд укти вно сти ка ту-
ше к, М 12 – ко эф ф и ц и е нт и х вза и м но й и нд укти вно сти . П о д ста но вка д а нно го
выр а ж е ни я в ур а вне ни е вр а щ а ю щ е го м о м е нта д а е т:               М вр= dWm /dα=
      2                      2
=(I1 /2)·   (dL1/dα)+(I2 /2)·     (dL2 /dα)+I1·    I2·(dM12 /dα). П о ско льку и нд укти вно сти L1
и L2 – п о сто янны д ля д а нно го п р и б о р а , то dL1 = dL2 =0 и М вр=I1·             I2·
                                                                                             (dM12 /dα).
Ве ли чи на dMвр /dα=f(α) си льно за ви си т о тф о р м ы ка туше к и п о сто янна д ля-
д а нно го п р и б о р а , то е сть dMвр /dα=const=k1 , п о это м у М вр=k1·        I1·I2.

Страницы