Фазометр электромагнитной системы
№ 101876
Класс 21е, 3о2
21е, боа
СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
В. В. Смеляков, Г. М. Сапунов, М, Е. Бушмин и С. М, Сергиенко
ФАЗОМЕТР ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СИСТЕМЫ
Заявлено 28 пголя 1954 г. аа М 5206/451022 в Министерство электротехнической промышленности
Изобретени е относится к фазоме1рам электромагнитной системы с неподвижным замкнутым кольцевым магни|топроводом, несущим обмотку возбуждения, и безобмоточным подвихкным элементом из ферромагнитного материала, расположенным внутри магнитопровода .
По сравнению с известными1 фазометрамн подобного типа предложенный фазометр потребляет меньше энергии. Это достигается тем, что замкнутый магни топровод фазометра снабжен равномерной кольцевой обмоткой подмагничивания, nkklraeмой переменным током и создающей замыкающийся по магнитопроводу магнитный поток, который накладывается на создаваемый обмотками возбуждения вращающийся магнитный поток. В результате в магни топроводе образуется насыщенный участок, перемещающийся по окружности магнитопровода соответственно изменению угла сдвига фаз между двумя вышеуказанными магнитными потоками. Это в свою очередь вызывает соответственный поворот поляризованного подвижного элемента, выполненного, например, в виде намагниченного по ди аметру диска.
Подвижный элемент может быть выполнен и в виде пластины из ферромагнитного материала, поляризуемой расположенным в центре кольцевого магнитопровода нс подвижным постоянным магнитом, намагниченным вдоль оси.
Для еще большего снижения собственного потребления энергии фазометром, а также умен!>п1сния Влияния внешних магнитных полей кольцевой магнитопровод с обмотками снабжен наружным кольцом-экраном, выполненным из ферромагнитного материала
Принципиальное устройство предложенного фазометра показано на фиг. 1, где 1 — замкнутый кольцевой магнитопровод: 2 — подвижный элемент: 8 — кольцо-экран, замыкающее магнитный поток обмоток возбуждения; Wl и W2 — обмотки возбуждения (могут быть и три), сдвинутые
l в пространстве на угол — для со2 здания вращающегося магнитного поля; W — обмотка подмагничивани.я.
На фиг. 2 показана схема включения фазометра при выполнении и змерений. Здесь сопротивление r и емкость С подобраны таким образом, чтобы получить в обмотках W> в W2
7 токи, сдвинутые по фазе на угол ——
¹ 101876
На фиг. 3 показан фазом p, выII0JIHekIFIh! Й с подви жным элементоM в ви де двух секторных пластин 2 из ферромагнитного материала. Пластины укреплены HB оси и поля1>из;>чаны г остоянньп| магнитом 4 в виде цилиндра, охватывакниего ось иодви>кного элемента.
Под влиянием магнитного потока постоянного магнитB подвижный элемент устанавливается в средней части иеиясьицсииой зоны кольцевого ма-нитоировода, так как в этом положеиии сопротивление мягиитиой цепи будет минимальным.
Принцип действия фаз«метра сов гонт в с, неду>огнем.
М;и.iiil провод 1 пронизывается перс >сииым п«направлению потоком ф, врагцающегося (по часовой стрелке) магнитного поля, создаваемым об>мотками 1Г1 и 1Г, (фиг. 1).
Поск;>, I»liy на магнитопровод наложена еще обмотка W все сечение торсида магнитопровода пронизывается еще одним перемеlãíûì потоком >1, создаваемым током обмотки 1Г
Распределение потока Ф вращающегося магнитного поля и переменного потока ф, для различных моментов времени показано на фиг. 4. Здесь А, Б, В, à — фиксированные точки окружности тороида:
„, — магнитный поток вращающегося поля в некоторый момент времени;
<(>I — максимальное значение переменного магнитного потока в тороиде и тот же . момент времени.
Пусть при угле сдвига фаз о=, 1 в момент времени 1 = 1 переменный поток имеет максимальное значение ф„„, а направление вращающегося магнитного поля совпадает с линией ВА (фиг. 4,a). При этом на участке торси да А.ГВ потоки складываются, а на участке АБВ потоки вычитаются. Следовательно, ф 1> в = =
1 )
--ф,, <(> и ф>в - — ф — ф,, im льв—
Если подобрать параметры так, что1 бы "im=== — 11>,„, то ". >> -— — О, а ф4f в) )
im
Следовательно, участок АГВ будет насыщен, а участок АБВ ненасьпцен.
I1p» остветствующем выборе ферромагнитного материала и режима работы можно создать условия, когда
l- лвв )) Р.>ив где: 1лвв — ма HFITFIBFI проницаемость участка,4БВ,,. и в — — ма гнитная проницаемость участка АГВ.
Через четверть периода (фиг. 4,б), 7 т. е. в момент времени i= ii + — —;
= =- с:1 переменный поток 11> = О, я поток Ф., изменит направление ня угол —. В этот момент насыщение > сердечника одинаково во всем сечении.
I
В м«мент времени > (фиг 4,в) переменный поток
В этот момент времени на участке
ЛГВ потоки ф„„и ф,. складываются. а на участке ЛБВ потоки направлены навстречу и, следовательно, участок ЛГВ будет насьицен, а участок ЛБВ ненасыщен.
Через период, т. е. в момент времени t = i, -,— 7; з = =, (фиг. 4,г) картина будет аналогична моменту вреМЕНИ il.
Среднее значение потока за период на участке АГВ больше среднего значения потока за период иа участке ЛБВ, т. е. л, в . Ъ 1 лвв
»: :. а
Следовательно, и среднее значение магнитной проницаемости на участке АГВ 1>лвв будет меньше среднего значения магнитной проницаемости участка АБВ, т. е. < лвв ))
)) 1>лгв
Поляризованный .магнитный элемент прибора установится таким образом, чтобы его магнитный поток замыкался через ненасыщенный участок АБВ (по пути наименьшего магнитного сопротивления) .
Если угол сдвига фаз; изменится от -;, до =- 1- - — -, то макси4 мальное значение пульсирующего потока Ф„, настанет на четверть полупериода позднее, т. е. когда по№ 101876
Фиг. 2
Фиг. 1 ток Ф „повернется по направлению вращения на угол — --.
Тогда и насыщенный участок сместится по окружности тороида на тот же угол в направлении вращения
Векropa
Следом за смсщсцием ненасыщенного участка в магнитопроводе сместится и поляризованный магнитный элемент прибора, отмечая по шкале изменение угла сдвига фазы.
Предмет изобретения
1. Фазометр электромагнитной системы, имеющий неподвижный замкнутый кольцевой магнитопровод. несущий обмотки возбуждения,,и безобмоточный ггодвижный элемент из ферромагнитного материала, расположенный внутри магпитопровода, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целгио уменьшения потреблени я энергии. магнитопровод снабжен равномерной кольцевой обмоткой подмагничивания, питаемой перемен ным током и создающей замыкаю-щийся по магнитопроводу магнитный поток, который накладывается на создаваемый обмотками, возбуждения вращающийся магнитный поток и образует в магнитопроводе насыщенный участок, перемещающийся по окружности магнитопровода соогвстственно изменению угла сдвига (раз между указанными потоками и вызывающий соответственный поворот поляризованного подвижного элемента, выполненного, например, в виде намап иченного по диаметру ди. ска.
2. Видоизменение фазометра Ilo и. 1, отл и ча ющее ся тем, что подвижный элемент зыполнен в виде
3. Фазометр по пп. 1 или 2, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью дальнейшего уменьшения собственного потребления энергии прибором и сниокения влияния внешпик магнитных полей, кольцевой магнитопровод с обмотками снабжен наружным кольцом-экраном, выполненным из ферромагнитного материала. Фиг. 3 Фиг. 4 1 z« ,я — Фи 2 Отв. редактор И. В. Макаров Л59354 от 27/1 1956 г. Стандартгиз. Объем 0,25 п, л. Тираж 800. Цена 50 коп. Типография изд-ва «Московская правда». Потаповский пер. 3. 3ак. 179
