Medidores de fase e sincroscópios

Os medidores de fase são usados ​​para determinar o ângulo de fase, por exemplo, de uma corrente alternada em relação à tensão que a causa.

A parte estacionária do mecanismo de medição do medidor de fase inclui três bobinas, duas das quais 1 e 2 têm a forma de quadros. Eles são deslocados um em relação ao outro em um ângulo de 120 ° (Fig. 1, a). A bobina cilíndrica 3 está localizada dentro das bobinas 1 e 2 coaxialmente com a parte móvel.

A parte móvel é formada por um eixo 4, em cujas extremidades estão fixados núcleos 5 em forma de placas finas, deslocadas entre si em 180° e denominadas pétalas. O eixo e as pétalas são feitos de material magnético macio e formam uma estrutura em forma de Z (Fig. 1, b). O mecanismo de medição não possui um momento oposto criado pela mola, portanto, o dispositivo em questão pode ser atribuído a razões.

Na fig. 2 mostra o esquema para ligar o medidor de fase. Os enrolamentos 1 e 2 estão incluídos no corte de dois fios de uma linha trifásica, e o enrolamento 3 está em série com um resistor Rd, que possui uma resistência ativa significativa, conectado à tensão da rede.As correntes lineares que fluem através desses enrolamentos são deslocadas uma em relação à outra em 120 °, em conexão com as quais os enrolamentos 1 e 2 criam um fluxo magnético rotativo Ф12, como se representassem um vetor de corrente de carga. A frequência de sua rotação depende da frequência das correntes I1 e I2... Em um período, o fluxo F12 faz uma revolução completa.

Como a resistência do resistor Rq é grande em comparação com a reatância da bobina 3, a corrente Az3 está em fase com a tensão da linha. A bobina 3, como resultado de uma mudança senoidal na corrente, cria um fluxo magnético pulsante F3, que é próximo a senoidal. O eixo de simetria desse fluxo é fixo no espaço e sempre coincide com o eixo da parte móvel do mecanismo. O fluxo F3 é fechado ao longo do eixo 4 da parte móvel, das pétalas e do circuito magnético cilíndrico externo fixo.

Arroz. 1. Mecanismo de medição de relação do sistema eletromagnético de núcleo em forma de Z

Arroz. 2. Diagrama do circuito do medidor de fase do sistema eletromagnético

Os fluxos F12 e F3, fechados em planos diferentes, magnetizam a parte móvel do mecanismo de medição. Como o valor do fluxo Ф12 é constante, a magnetização do eixo e das pétalas atinge o valor mais alto no momento em que o fluxo Ф3 passa pelo maior valor. Devido à ação das forças inerciais, a parte móvel é fixada imóvel em uma posição correspondente à sua maior magnetização, ou seja, a posição do fluxo rotativo Ф12 no momento em que o fluxo Ф3 atinge seu valor máximo.

Deve-se ter em mente que a posição do fluxo rotativo em relação à parte estacionária do dispositivo no momento da passagem do fluxo Ф3 e a corrente Аз3 através do valor da amplitude depende da mudança do ângulo φ entre a corrente de carga e a voltagem. Diante disso, a posição ocupada pela parte móvel (e, consequentemente, o ponteiro do dispositivo) em relação à escala, ou seja, o ângulo α caracteriza o deslocamento de fase entre a corrente de carga e a tensão.

Um fasômetro trabalhando neste princípio mede mudanças de fase com cargas capacitivas e indutivas. A escala do dispositivo pode ser graduada em valores angulares φ ou cosφ... No primeiro caso é uniforme, no segundo é desigual.

Fasômetro Ts302

Sincronoscópios

O mecanismo de medição em questão também é usado no sincroscópio, um dispositivo usado na conexão de geradores síncronos para operação em paralelo.

O diagrama para ligar o sincroscópio é mostrado na fig. 3.

Arroz. 3. Esquema do circuito do sincronoscópio do sistema eletromagnético

A construção das bobinas 1, 2 e 3 do mecanismo de medição é semelhante à construção das bobinas correspondentes do medidor de fase, mas são feitas de fio de cobre fino com um grande número de voltas, pelo que as bobinas têm uma resistência significativa. A bobina 3 está conectada à tensão de linha da rede, as bobinas 1 e 2 - às tensões de linha da máquina síncrona conectada. Os resistores são conectados em série com as bobinas R e assim por diante.

Conforme mencionado, a parte móvel do mecanismo de medição é montada no campo magnético resultante das três bobinas de forma que o eixo dos lóbulos da parte móvel coincida com a direção do campo rotativo Ф12, no qual será capturado pelo valor de amplitude do campo pulsante F3.

Esta posição dos lóbulos da parte móvel na mesma frequência da corrente nos enrolamentos das bobinas depende do deslocamento de fase entre as correntes I1 e Az2 nos enrolamentos das bobinas 1, 2 e a corrente Az3 no enrolamento de a bobina 3. As correntes I1 e Az2 praticamente coincidem em fase com a tensão de linha do gerador síncrono e a corrente Az3 - com a tensão da rede (da resistência do resistor Rq é grande).

Como consequência ° С Assim, o dispositivo indicador do sincronoscópio, quando as frequências da corrente da rede e do gerador conectado forem iguais, indicará diretamente o deslocamento de fase entre as tensões de linha desses sistemas trifásicos.

Arroz. 4. Diagramas de conexão: a — sincroscópio, b — fasômetro do sistema eletromagnético

Arroz. 5. Sincronoscópio tipo E1605

Ao sincronizar, a frequência da corrente da rede e a corrente do gerador conectado não são as mesmas. Isso resulta em uma mudança contínua no ângulo de fase entre a tensão da linha e e. etc. v. gerador e, portanto, a uma mudança na posição das pétalas em relação às bobinas estacionárias. Como a parte móvel do sincronoscópio pode ser girada em qualquer ângulo, o ponteiro gira.

O sentido de rotação depende do sinal da diferença de frequência entre a rede e o gerador conectado. Quanto menor essa diferença, mais lenta a rotação do ponteiro do sincroscópio.

A escala do dispositivo tem um sinal correspondente à posição antifase dos vetores de tensão e e. etc.v. objetos sincronizados. A máquina síncrona deve ser conectada aos ônibus da estação durante a posição da máscara de gás dos vetores de e. etc. pp. e tensões de barramento.

Na fig. 4 mostra um diagrama de fiação de um medidor de fase eletromagnética e um diagrama de fiação de um sincroscópio eletromagnético.