Методы и способы измерений
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
ой обмотке ? достигает несколько сотен вольт (В). Увеличение приводит к резкому увеличению потерь на перемагничивание, что может привести к тепловому разрушению ТТ. В некоторых ТТ есть специальное устройство для закорачивания первичной обмотки при необходимости коммутации во второй цепи ? ТТ работает в режиме короткого замыкания, т.е. меньше погрешность трансформатора. В схеме часто во вторичную обмотку включают несколько приборов (амперметр, ваттметр, фазометр, счетчик), поэтому сопротивление этих приборов суммируется и для того чтобы погрешность ТТ не вышла за допустимое значение, нормируют максимальное сопротивление, которое можно включать во вторичную обмотку, т.е. сопротивление Zн является метрологической характеристикой.
На рисунке 35.4.1 приведены типовые для ТТ зависимости и при
Рис. 35.4.1
? погрешность ТТ возрастает с увеличением
? уменьшение магнитной индукции приводит к уменьшению , поэтому в ТТ индукция выбирается значительно меньше, чем в силовых трансформаторах (от 0.005 до 0.1 тесла).
. Измерительные трансформаторы постоянного тока
Принцип действия и устройство трансформаторов постоянного тока
Измерительные трансформаторы постоянного тока и постоянного напряжения нашли применение при измерениях токов и напряжений в высоковольтных установках электропередач
Энергии постоянным током, а также во всех случаях, когда использование шунтов невозможно или не целесообразно. Последнее имеет место при измерениях постоянных токов очень большой величины (свыше 10000 А). Такие токи встречаются, например, в алюминиевой промышленности, и шунты для них получаются весьма громоздкими и дорогими.
Принцип действия и устройство трансформаторов постоянного тока существенно отличается от обычных измерительных трансформаторов, но выполняют они одну и ту же задачу и могут обеспечить высокую точность измерений при надлежащей изоляции измерительных цепей по отношению к высоковольтным. Принципиальная схема трансформатора постоянного тока, иллюстрирующая идею устройства, показана на рис.48.1.1.
Рис.48.1.1 Принципиальная схема измерительного трансформатора постоянного тока
Сердечники I и II трансформаторов, совершенно одинаковые по своим размерам, изготовляют из ферромагнитного материала с высокой магнитной проницаемостью (например, из пермаллоя).
Первичные обмотки этих сердечников соединяют последовательно, и по ним протекает измеряемый постоянный ток . Вторичные обмотки соединяют параллельно или последовательно (последний случай показан на схеме рис.1) и через выпрямители подключают к вспомогательному источнику переменного тока .
Предположим, что основная кривая намагничивания сердечников имеет вид, показанный на верхней части рис.48.1.2, на которой действительная плавная кривая заменена "идеальной кривой".
Под действием постоянного тока сердечники намагнитятся; рабочую точку на основной кривой намагничивания обозначим А.
Вторичные обмотки включены так, что в течение каждого полупериода вспомогательного переменного тока в одном сердечнике переменная составляющая магнитного потока направлена навстречу потоку от постоянного тока в первичных обмотках, тогда как в другом сердечнике в это время оба магнитных потока совпадают по направлению.
Рис.48.1.2. Построение кривой вторичного тока
Пусть, например, вычитание переменной составляющей из постоянной происходит в сердечнике I (рис.48.1.1). Тогда, как видно на рис.48.1.1, до момента равенства ампер-витков постоянного и переменного токов измерений магнитного потока не происходит. При равенстве ампер-витков происходит резкое изменение магнитного потока, и во вторичной обмотке возникает э. д. с., которая и уравновешивает приложенное напряжение, если только пренебречь, вследствие его малости, падением напряжения в обмотках и в нагрузке трансформатора. Очевидно, что потоки сердечника II в этом полупериоде никакого влияния на значение тока в цепи не оказывают, так как из-за совпадения в этом сердечнике по направлению потоков постоянного и переменного рабочая точка А переместится вправо и никаких изменений индукции в сердечнике II не происходит.
В следующий полупериод напряжение вспомогательного источника питания уравновешивается э. д. с. во вторичной обмотке сердечника II.
Если ток изменится, например, увеличится, то рабочая точка А на кривой намагничивания переместится вправо и, следовательно, ток во вторичной цепи будет нарастать до большего значения, так как ограничивающая э. д. с. возникает лишь при изменении потока в сердечнике, при равенстве:
(48.1.1)
Из формулы (48.1.1) следует, что ток во вторичных обмотках не зависит от напряжения и частоты вспомогательного источника питания, если только напряжение последнего достаточно для получения требуемого равенством (48.1.1) значения вторичного тока.
Таким образом, описанное устройство действительно ведет себя как трансформатор. Из рис.48.1.2 видно, что во вторичных обмотках переменный ток должен иметь прямоугольную форму, а в диагонали моста, где включен измерительный механизм, будет протекать постоянный ток.
При рассмотрении принципа действия измерительного трансформатора постоянного тока предполагалось, что кривая намагничивания сердечников имеет вид, показанный на рис.48.1.2.
Действительная кривая намагничивания ферромагнитных материалов с высокой начальной магнитной проницаемос