Pengukur fase dan sinkroskop

Pengukur fase digunakan untuk menentukan sudut fase, misalnya, arus bolak-balik sehubungan dengan tegangan yang menyebabkannya.

Bagian stasioner dari mekanisme pengukuran pengukur fase mencakup tiga gulungan, dua di antaranya 1 dan 2 berbentuk bingkai. Mereka digeser relatif satu sama lain pada sudut 120 ° (Gbr. 1, a). Kumparan silinder 3 terletak di dalam kumparan 1 dan 2 secara koaksial dengan bagian yang dapat digerakkan.

Bagian yang dapat digerakkan dibentuk oleh sumbu 4, yang ujungnya dipasang inti 5 dalam bentuk pelat tipis, diimbangi satu sama lain sebesar 180 ° dan disebut kelopak. Sumbu dan kelopak terbuat dari bahan magnet lunak dan membentuk struktur berbentuk Z (Gbr. 1, b). Mekanisme pengukuran tidak memiliki momen berlawanan yang diciptakan oleh pegas, oleh karena itu perangkat yang dimaksud dapat dikaitkan dengan rasio.

Dalam gambar. 2 menunjukkan skema untuk menyalakan pengukur fase. Belitan 1 dan 2 termasuk dalam potongan dua kabel dari saluran tiga fase, dan belitan 3 terhubung seri dengan resistor Rd, yang memiliki resistansi aktif yang signifikan, dihubungkan ke tegangan listrik.Arus linier yang mengalir melalui belitan ini digeser relatif satu sama lain dalam fase sebesar 120 °, sehubungan dengan belitan 1 dan 2 yang membuat fluks magnet berputar Ф12, seolah-olah mewakili vektor arus beban. Frekuensi putarannya bergantung pada frekuensi arus I1 dan I2... Dalam satu periode, aliran F12 melakukan satu putaran penuh.

Karena resistansi resistor Rq besar dibandingkan dengan reaktansi kumparan 3, arus Az3 sefasa dengan tegangan saluran. Coil 3, sebagai akibat dari perubahan arus sinusoidal, menciptakan fluks magnet F3 yang berdenyut, yang mendekati sinusoidal. Sumbu simetri aliran ini tetap dalam ruang dan selalu bertepatan dengan sumbu bagian mekanisme yang bergerak. Fluks F3 ditutup di sepanjang sumbu 4 bagian yang dapat digerakkan, kelopak dan sirkuit magnetik silinder eksternal tetap.

Beras. 1. Mekanisme pengukuran rasio sistem elektromagnetik inti berbentuk Z

Beras. 2. Diagram rangkaian pengukur fase sistem elektromagnetik

Fluks F12 dan F3, ditutup pada bidang yang berbeda, menarik bagian yang bergerak dari mekanisme pengukuran. Karena nilai fluks Ф12 konstan, magnetisasi sumbu dan kelopak mencapai nilai tertinggi pada saat fluks Ф3 melewati nilai terbesar. Karena aksi gaya inersia, bagian yang dapat digerakkan tetap tidak bergerak pada posisi yang sesuai dengan magnetisasi terbesarnya, yaitu posisi fluks putar Ф12 pada saat fluks Ф3 mencapai nilai maksimumnya.

Harus diingat bahwa posisi fluks putar relatif terhadap bagian stasioner perangkat pada saat aliran fluks Ф3 dan arus Аз3 melalui nilai amplitudo bergantung pada perubahan sudut φ antara arus beban dan tegangan. Mempertimbangkan hal ini, posisi yang ditempati oleh bagian yang bergerak (dan, karenanya, penunjuk perangkat) sehubungan dengan skala, mis. sudut α mencirikan pergeseran fasa antara arus beban dan tegangan.

Sebuah phasometer yang bekerja berdasarkan prinsip ini mengukur pergeseran fasa dengan beban kapasitif dan induktif. Skala perangkat dapat diukur dalam nilai sudut φ atau cosφ... Dalam kasus pertama seragam, dalam kasus kedua tidak merata.

Fasometer Ts302

Sinkronoskop

Mekanisme pengukuran yang dipertimbangkan juga digunakan dalam sinkronisasi, perangkat yang digunakan saat menghubungkan generator sinkron untuk operasi paralel.

Diagram untuk menyalakan sinkronisasi ditunjukkan pada gambar. 3.

Beras. 3. Diagram rangkaian sinkronoskop sistem elektromagnetik

Konstruksi kumparan 1, 2 dan 3 dari mekanisme pengukuran mirip dengan konstruksi kumparan meter fase yang sesuai, tetapi terbuat dari kawat tembaga tipis dengan sejumlah besar belokan, akibatnya kumparan memiliki resistensi yang signifikan. Kumparan 3 terhubung ke tegangan saluran jaringan, kumparan 1 dan 2 - ke tegangan saluran mesin sinkron yang terhubung. Resistor dihubungkan secara seri dengan kumparan R dan seterusnya.

Seperti disebutkan, bagian bergerak dari mekanisme pengukuran dipasang pada medan magnet yang dihasilkan dari tiga kumparan sehingga sumbu lobus bagian yang bergerak bertepatan dengan arah medan putar Ф12, yang akan ditangkap oleh nilai amplitudo medan berdenyut F3.

Posisi lobus bagian yang bergerak pada frekuensi yang sama dari arus di belitan kumparan tergantung pada pergeseran fasa antara arus I1 dan Az2 di belitan kumparan 1, 2 dan arus Az3 di belitan dari kumparan 3. Arus I1 dan Az2 praktis bertepatan dalam fase dengan tegangan saluran generator sinkron dan arus Az3 - dengan tegangan listrik (dari resistansi resistor Rq besar).

Sebagai konsekuensinya ° С Dengan demikian, alat penunjuk sinkronoskop, ketika frekuensi arus listrik dan generator yang terhubung sama, akan secara langsung menunjukkan pergeseran fasa antara tegangan saluran dari sistem tiga fasa ini.

Beras. 4. Diagram koneksi: a — sinkronisasi, b — fasometer sistem elektromagnetik

Beras. 5. Sinkronoskop tipe E1605

Saat sinkronisasi, frekuensi arus listrik dan arus generator yang terhubung tidak sama. Ini menghasilkan perubahan sudut fasa antara tegangan saluran dan e. dll. v. generator dan oleh karena itu perubahan posisi kelopak bunga relatif terhadap kumparan stasioner. Karena bagian sinkronisasi yang dapat digerakkan dapat diputar ke sudut mana pun, penunjuk berputar.

Arah putaran tergantung pada tanda perbedaan frekuensi antara sumber listrik dan generator yang terhubung. Semakin kecil perbedaan ini, semakin lambat rotasi penunjuk sinkronisasi.

Skala perangkat memiliki tanda yang sesuai dengan posisi antifase dari vektor tegangan dan e. dll.v. objek yang disinkronkan. Mesin sinkron harus terhubung ke bus stasiun selama posisi topeng gas dari vektor e. dll. pp. dan tegangan bus.

Dalam gambar. 4 menunjukkan diagram pengkabelan dari pengukur fase elektromagnetik dan diagram pengkabelan dari sinkronisasi elektromagnetik.