Принцип действия асинхронного двигателя

Вращающееся магнитное поле, пересекая стержни ротора, наводит в них ЭДС электромагнитной индукции, направление которой можно определить по правилу правой руки.

Под действием этой ЭДС в к.з. обмотке ротора возникает ток. Взаимодействие вращающегося магнитного поля статора и проводников с током обмотки ротора создает электромагнитную силу, направление которой определяют по правилу левой руки.

Под действием силы возникает вращающий момент, и ротор будет вращать в том же направлении, что и поле статора. Ротор будет вращаться со скоростью, меньшей, чем поле статора, т.к. в противном случае поле статора не будет пересекать проводники обмотки ротора, и ток в них исчезнет. Поэтому двигатель называют асинхронными, т.к. всегда.

Электрические измерения

Измерением называется процесс сравнения измеряемой величины с величиной того же рода, условно принятой за единицу измерения.

Устройство, предназначенное для этого, называется измерительным прибором.

Меры и приборы бывают:

а) образцовые - предназначенные для хранения или воспроизводства единиц, а также для проверки и градуировки мер и приборов;

б) рабочие - используются для рабочих измерений. Бывают лабораторные и технические.

Электрические измерения делятся на прямые и косвенные.

Прямой метод измерений подразделяется на метод непосредственной оценки и метод сравнения. Соответственно все приборы подразделяются на две группы:

1. приборы непосредственной оценки, показывающие численное значение измеряемой величины (А, V, W);

2. приборы сравнения, посредством которых измеряемая величина определяется сравнением с мерой данной величины (мосты для измерения сопротивления, емкости, индуктивности).

При косвенном методе измерения измеряемая величина определяется путем вычислений по данным измерений величин другого рода.

Классификация электроизмерительных приборов

Приборы классифицируются по следующим признакам:

1. по роду измеряемой величины;

2. по роду тока;

3. по классу точности;

4. по принципу действия.

По роду измеряемой величины приборы бывают A, V, W, Hz, j (cosj), Wh.

Для измерения L, C, Ф используют специальные приборы и методы измерения.

По роду измеряемого тока приборы бывают =; ~; .

По классу точности приборы согласно ГОСТу разделены на 8 классов: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0.

По принципу действия приборы бывают:

магнитоэлектрические системы
электромагнитные системы
электродинамические системы
ферродинамические системы
приборы индукционной системы
приборы тепловой системы
приборы электростатической системы
приборы вибрационной системы
приборы выпрямительной системы

а) на приборах указывается рабочее положение шкалы ^, Ð60⁰, ┌┐.

б) измерительная цепь изолирована от корпуса и испытана напряжением 7 2кВ.

в) степень защиты от магнитных полей

г) степень защиты от электрических полей

Погрешности измерений

Значение измеряемой величины, найденной при помощи образцовых мер и приборов, принимают за действительное.

Разность между измеренным и действительным значением измеряемой величины, называется абсолютной погрешностью:

Разность между действительным и измеренным значением называется поправкой измерений:

Отношение абсолютной погрешности измерения к действительному значению измеряемой величины, выраженное в процентах, называется относительной погрешностью:

Отношение наибольшей абсолютной погрешности к верхнему пределу измерения, выраженное в процентах, называется приведенной погрешностью (класс точности):

Подставив значение в выражение для относительной погрешности, получим относительную погрешность измерения по прибору:

Т.о. чем меньше измеряемая величина по сравнению с номинальной величиной прибора, тем больше погрешность измерения этой величины, т.е. измеряемая величина должна иметь значение не менее половины верхнего предела измерения.

Общие детали приборов

Корпус изготовляют из пластмассы, дерева, металла.

По степени защищенности корпуса приборы бывают: взрывобезопасны, газозащищенные, герметические, водозащищенные, брызгозащищенные, пылезащищенные и обыкновенные.

Указательные стрелки изготовляют из легкого и прочного материала. Они могут быть: ножевидными, копьевидными и нитевидными.

Шкала изготавливается из листовой латуни, цинка или алюминия. Может быть: плоской и выпуклой, равномерной и неравномерной, односторонней и двухсторонней. Шкала обычно имеет 100 – 150 делений.

Успокоители служат для обеспечения быстрейшего затухания колебаний. Бывают воздушные и магнито-индукционные.

Устройство для создания противодействующего момента: пружины, подвески, растяжки.

Корректор – устройство, с помощью которого устраняется смещение стрелки от нуля.

Арретир – устройство, с помощью которого возможно закрепление стрелки (подвижной части) при транспортировке.

Приборы магнитоэлектрической системы

Принцип их действия основан на взаимодействии магнитного поля, постоянного магнита и измеряемого тока, протекающего по рамке. Сила, действующая на каждую активную сторону рамки, равна , где С₁ – коэффициент пропорциональности. Под действием этой силы возникает вращающий момент, который определяется .

Противодействующий момент создается пружиной и он равен:

- удельный момент закручивания пружины;

- угол поворота стрелки.

Если то стрелка вращаться не будет.

Т.е. угол поворота стрелки прямо пропорционален току катушки. Поэтому шкала приборов равномерная.

Ток, проходя через рамку, создает на ней падение напряжения , т.е. угол поворота стрелки пропорционален также приложенному напряжению.

Достоинства:

1. не боятся внешних магнитных полей;

2. равномерная шкала;

3. большая точность, высокая чувствительность.

Недостатки:

1. используются только в цепях постоянного тока;

2. сложность конструкции и высокая стоимость.

Магнитоэлектрические приборы могут быть использованы для измерения сопротивлений в качестве логометров.

Логометрами называются приборы, измеряющие отношение двух токов, образующих встречные вращающие моменты. Они не имеют противодействующей пружины,

и поэтому в отключенном состоянии стрелка может находиться в любом положении.

Расширение пределов измерения на постоянном токе

Для расширения пределов измерения тока используют шунты.

Шунт – это металлическая пластина с сопротивлением , которая подключается параллельно измерительному механизму прибора с сопротивлением .

р – шунтирующий множитель, показывающий, во сколько раз необходимо увеличить пределы измерений.

Шунты изготавливают из манганина и снабжаются двумя парами зажимов (токовыми для включения в сеть и потенциальными для подключения измерительного механизма). Шунты могут быть внутренними и наружными. Если прибор предназначен для работы с наружным шунтом, то у него в правом верхнем углу шкалы указывается Н.Ш.

Для расширения пределов измерения напряжения используют добавочное сопротивление, которое включается последовательно с измерительным механизмом.

Множитель добавочного сопро-тивления – р (выполняется в виде катушек из манганина)

Приборы электромагнитной системы

У них перемещение подвижной части происходит вследствие взаимодействия магнитного поля, создаваемого неподвижной катушкой с измеряемым током и одного или нескольких ферромагнитных сердечников. Вращающий момент равен , т.е. угол поворота стрелки пропорционален . Поэтому прибор имеет неравномерную (квадратичную шкалу). Подбором формы сердечника и его расположения в катушке неравномерность шкалы уменьшают и она остается лишь в пределах от 0 до 25% верхнего предела.

Достоинства:

1. могут измерять как постоянный так и переменный ток;

2. не боятся перегрузок;

3. просты в конструкции.

Недостатки:

1. неравномерность шкалы;

2. зависимость показаний от частоты;

3. боятся внешних магнитных полей.

Для устранения последнего недостатка применяют астатические измерительные механизмы, у которых имеются две одинаковые катушки, включенные последовательно встречно. Магнитные поля катушек направлены противоположно, и поворот подвижной части создается моментами одного направления, приложенными к сердечнику.

Внешнее поле уменьшает вращающий момент, действующий на один сердечник, и на столько же увеличивает момент, действующий на другой сердечник. Т.о. суммарный момент, действующий на ось и стрелку, остается неизменным.

Электромагнитный логометр имеет две неподвижные катушки и два сердечника, закрепленные на оси. На каждый из сердечников действует вращающий момент, зависящий от квадрата тока соответствующей катушки, поэтому при измерении подвижная часть устанавливается в положении, при котором моменты уравновешивают друг друга. Такие логометры применяют для измерения емкости, частоты, сдвига фаз.