Đồng hồ đo pha và đồng bộ

Đồng hồ đo pha được sử dụng để xác định góc pha, ví dụ, của dòng điện xoay chiều đối với điện áp gây ra nó.

Phần cố định của cơ chế đo của đồng hồ đo pha bao gồm ba cuộn dây, hai cuộn dây 1 và 2 có dạng khung. Chúng được dịch chuyển so với nhau ở một góc 120 ° (Hình 1, a). Cuộn dây hình trụ 3 nằm bên trong cuộn dây 1 và 2 đồng trục với bộ phận chuyển động.

Phần di động được hình thành bởi một trục 4, ở các đầu của nó được gắn các lõi 5 ở dạng các tấm mỏng, lệch nhau 180 ° và được gọi là cánh hoa. Trục và cánh hoa được làm bằng vật liệu từ tính mềm và tạo thành cấu trúc hình chữ Z (Hình 1, b). Cơ chế đo không có mômen đối diện do lò xo tạo ra, do đó thiết bị được đề cập có thể được quy cho các tỷ lệ.

Trong bộ lễ phục. 2 cho thấy sơ đồ bật công tơ pha. Cuộn dây 1 và 2 được bao gồm trong phần cắt của hai dây của đường dây ba pha và cuộn dây 3 nối tiếp với điện trở Rd, có điện trở hoạt động đáng kể, được nối với điện áp lưới.Các dòng điện tuyến tính chạy qua các cuộn dây này được dịch chuyển tương đối với nhau theo pha 120 °, liên quan đến các cuộn dây 1 và 2 tạo ra từ thông quay Ф12, như thể chúng đại diện cho một vectơ dòng tải. Tần số quay của nó phụ thuộc vào tần số của các dòng điện I1 và I2... Trong một chu kỳ, dòng điện F12 thực hiện hết một vòng.

Do điện trở Rq lớn so với điện kháng của cuộn dây 3 nên dòng điện Az3 cùng pha với điện áp dây. Cuộn dây 3, do dòng điện thay đổi hình sin, tạo ra từ thông dao động F3, gần với hình sin. Trục đối xứng của dòng chảy này cố định trong không gian và luôn trùng với trục của phần chuyển động của cơ cấu. Từ thông F3 được đóng dọc theo trục 4 của phần di động, cánh hoa và mạch từ hình trụ bên ngoài cố định.

Cơm. 1. Cơ chế đo tỷ lệ hệ thống điện từ lõi hình chữ Z

Cơm. 2. Sơ đồ mạch đo pha của hệ thống điện từ

Các thông lượng F12 và F3, được đóng trong các mặt phẳng khác nhau, từ hóa phần chuyển động của cơ chế đo. Vì giá trị của từ thông Ф12 không đổi nên từ thông của trục và cánh hoa đạt giá trị lớn nhất tại thời điểm từ thông Ф3 đi qua có giá trị lớn nhất. Do tác dụng của lực quán tính, bộ phận chuyển động được cố định bất động ở vị trí tương ứng với từ hóa lớn nhất của nó, tức là vị trí của từ thông quay Ф12 tại thời điểm từ thông Ф3 đạt giá trị cực đại.

Cần lưu ý rằng vị trí của từ thông quay so với phần đứng yên của thiết bị tại thời điểm đi qua từ thông Ф3 và dòng điện Аз3 thông qua giá trị biên độ phụ thuộc vào góc φ thay đổi giữa dòng tải và điện áp. Với điều này, vị trí chiếm bởi bộ phận chuyển động (và theo đó, con trỏ của thiết bị) đối với tỷ lệ, tức là. góc α đặc trưng cho sự lệch pha giữa dòng điện và điện áp tải.

Máy đo pha hoạt động trên nguyên tắc này đo sự lệch pha với tải điện dung và cảm ứng. Thang đo của thiết bị có thể được chia độ theo các giá trị góc φ hoặc cosφ... Trong trường hợp đầu tiên là đồng nhất, trong trường hợp thứ hai là không đồng đều.

Máy đo pha Ts302

đồng bộ

Cơ chế đo đang được xem xét cũng được sử dụng trong đồng bộ, một thiết bị được sử dụng khi kết nối các máy phát đồng bộ để vận hành song song.

Sơ đồ bật máy đồng bộ được hiển thị trong hình. 3.

Cơm. 3. Sơ đồ mạch đồng bộ của hệ thống điện từ

Cấu tạo của các cuộn dây 1, 2 và 3 của cơ cấu đo tương tự như cấu tạo của các cuộn dây tương ứng của đồng hồ đo pha, nhưng chúng được làm bằng dây đồng mỏng có số vòng dây lớn, do đó các cuộn dây có điện trở đáng kể. Cuộn dây 3 được kết nối với điện áp đường dây của mạng, cuộn dây 1 và 2 - với điện áp đường dây của máy đồng bộ được kết nối. Các điện trở được mắc nối tiếp với cuộn dây R, v.v.

Như đã đề cập, phần chuyển động của cơ cấu đo được gắn trong từ trường kết quả của ba cuộn dây sao cho trục của các thùy của phần chuyển động trùng với hướng của trường quay Ф12, trong đó nó sẽ bị bắt bởi giá trị biên độ của trường dao động F3.

Vị trí này của các thùy của bộ phận chuyển động ở cùng tần số dòng điện trong cuộn dây của cuộn dây phụ thuộc vào sự lệch pha giữa dòng điện I1 và Az2 trong cuộn dây của cuộn dây 1, 2 và dòng điện Az3 trong cuộn dây của cuộn dây 3. Dòng điện I1 và Az2 thực tế trùng pha với điện áp đường dây của máy phát đồng bộ và dòng điện Az3 — với điện áp lưới (từ điện trở của điện trở Rq là rất lớn).

Do đó, ° С Do đó, thiết bị chỉ báo của đồng bộ, khi tần số của dòng điện lưới và máy phát được kết nối bằng nhau, sẽ trực tiếp chỉ ra sự lệch pha giữa điện áp đường dây của các hệ thống ba pha này.

Cơm. 4. Sơ đồ kết nối: a — máy đồng bộ, b — máy đo pha của hệ thống điện từ

Cơm. 5. Đồng bộ loại E1605

Khi đồng bộ hóa, tần số của dòng điện lưới và dòng điện của máy phát được kết nối không giống nhau. Điều này dẫn đến sự thay đổi liên tục góc pha giữa điện áp đường dây và e. vân vân. v. máy phát điện và do đó thay đổi vị trí của các cánh hoa so với các cuộn dây cố định. Vì phần di động của máy đồng bộ có thể được xoay theo bất kỳ góc nào, con trỏ sẽ quay.

Hướng quay phụ thuộc vào dấu hiệu của sự khác biệt tần số giữa nguồn điện và máy phát được kết nối. Sự khác biệt này càng nhỏ thì con trỏ máy đồng bộ quay càng chậm.

Thang đo của thiết bị có một dấu hiệu tương ứng với vị trí phản pha của các vectơ điện áp và e. vân vân.v. các đối tượng được đồng bộ hóa. Máy đồng bộ phải được kết nối với các xe buýt nhà ga trong vị trí mặt nạ phòng độc của các vectơ e. vân vân. pp. và điện áp xe buýt.

Trong bộ lễ phục. Hình 4 cho thấy sơ đồ nối dây của máy đo pha điện từ và sơ đồ nối dây của máy đồng bộ điện từ.