2.4.2 Область применения

Электродинамические приборы применяют в качестве: 1) ваттметров постоянного и переменного токов (ваттметры переменного тока делятся на однофазные, трехфазные и малокосинусные); 2) амперметров и вольтметров переменного тока и реже - постоянного; 3) фазометров (однофазных и трехфазных); 4) частотомеров; 5) фарадометров.

Электродинамические приборы характеризуются высоким классом точности (электродинамические амперметры, миллиамперметры, вольтметры и однофазные ваттметры класса точности 0,05; фазометры -- класса 0,1; частотомеры и различного типа ваттметры -- класса 0,5). Как правило, точность сохраняется при переходе с постоянного тока на переменный, что позволяет выполнять градуировку на постоянном токе.

Высокая точность электродинамических приборов объясняется тем, что электродинамические ИМ не содержат ферромагнитных или других нелинейных элементов, наличие которых вызывает трудно компенсируемые погрешности. Показания электродинамических приборов отличаются также высокой стабильностью во времени. Высокая точность этой группы приборов позволяет использовать их в качестве образцовых при градуировке и проверке приборов других систем на переменном токе. Частотный диапазон применения электродинамических приборов достигает (в расширенной области частот) для амперметров 10 кГц, для вольтметров и ваттметров -- 5 кГц. Ваттметры имеют практически равномерную шкалу, амперметры и вольтметры -- равномерную шкалу, начиная приблизительно с 15--20% ее номинального значения. По чувствительности электродинамические приборы уступают магнитоэлектрическим. Однако применение растяжек и светового указателя позволило улучшить этот параметр. Так, имеются миллиамперметры стоком полного отклонения I_H= 1 мА (чаще всегоI_H для этих приборов составляет 3-5 мА, а для приборов с установкой подвижной части на кернахI_H = 25 - 30 мА).

В основном электродинамические приборы применяют в качестве самых разнообразных ваттметров, а также высокоточных амперметров и вольтметров. Выпускают и комбинированные электродинамические приборы - ампервольтваттметры.

2.5 Ферродинамические ИП

2.5.1 Принцип работы ферродинамических ИП

В основе ферродинамических приборов лежит ферродинамический измерительный механизм. Принцип действия ферродинамического измерительного механизма заключается во взаимодействии магнитных полей двух систем проводников с токами, и по существу является разновидностью электродинамического механизма. Отличие заключается в том, что для увеличения чувствительности ИМ содержит магнитопровод из магнитно-мягкого материала.

Наличие магнитопровода значительно увеличивает магнитное поле в рабочем зазоре и при этом возрастает вращающий момент.

Рисунок 2.5.1 - Ферродинамический ИМ

В общем случае ИМ механизм включает в себя неподвижную катушку (катушку возбуждения), подвижную часть и магнитопровод. На рисунке 2.5.1 показан один из вариантов конструктивного исполнения ферродинамического ИМ. Магнитная цепь по устройству близка к магнитной цепи магнитоэлектрического ИМ, в котором постоянный магнит заменен электромагнитом. Вращающий момент ферродинамического ИМ возникает в результате взаимодействия подвижной катушки 1 с током и потока, создаваемого неподвижной катушкой 2. Подвижная часть соединяется с указателем 4. При протекании токаI₁по неподвижной катушке и работе на линейном участке кривой намагничивания материала магнитопровода 3 индукцию в рабочем зазоре можно найти как

, (2.14)

где К₁- коэффициент, зависящий от конструктивного исполнения ИМ.

Учитывая, что подвижная часть будет реагировать, вследствие своей инерционности, на среднее значение вращающего момента можно написать

, (2.15)

гдеS₂,n₂иI₂ - площадь, число витков и ток подвижной катушки; I₁иI₂- действующие значения токов в неподвижной и подвижной катушке;cos(I₁,I₂) - косинус угла между векторами токовI₁иI₂.

Если противодействующий момент создается при помощи упругих элементов, то для статического равновесия

(2.16)

б - угол отклонения подвижной части; К = К₁S₂n₂ [3].