Medidores de fase y sincronoscopios

Los medidores de fase se utilizan para determinar el ángulo de fase, por ejemplo, de una corriente alterna con respecto al voltaje que la provoca.

La parte estacionaria del mecanismo de medición del medidor de fase incluye tres bobinas, dos de las cuales 1 y 2 tienen forma de marcos. Se desplazan entre sí en un ángulo de 120 ° (Fig. 1, a). La bobina cilíndrica 3 está situada dentro de las bobinas 1 y 2 coaxialmente con la parte móvil.

La parte móvil está formada por un eje 4, a cuyos extremos se unen núcleos 5 en forma de placas delgadas, desplazadas entre sí 180° y denominadas pétalos. El eje y los pétalos están hechos de material magnético blando y forman una estructura en forma de Z (Fig. 1, b). El mecanismo de medición no tiene un momento opuesto creado por el resorte, por lo tanto, el dispositivo en cuestión se puede atribuir a relaciones.

En la Fig. 2 muestra el esquema para encender el medidor de fase. Los devanados 1 y 2 están incluidos en el corte de dos cables de una línea trifásica, y el devanado 3 está en serie con una resistencia Rd, que tiene una resistencia activa significativa, está conectada a la tensión de red.Las corrientes lineales que fluyen a través de estos devanados se desplazan entre sí en fase en 120 °, en relación con lo cual los devanados 1 y 2 crean un flujo magnético giratorio Ф12, como si representaran un vector de corriente de carga. La frecuencia de su rotación depende de la frecuencia de las corrientes I1 e I2... En un período, el flujo F12 realiza una revolución completa.

Dado que la resistencia del resistor Rq es grande en comparación con la reactancia de la bobina 3, la corriente Az3 está en fase con el voltaje de línea. La bobina 3, como resultado de un cambio sinusoidal en la corriente, crea un flujo magnético pulsante F3, que es casi sinusoidal. El eje de simetría de este flujo está fijo en el espacio y siempre coincide con el eje de la parte móvil del mecanismo. El flujo F3 está cerrado a lo largo del eje 4 de la parte móvil, los pétalos y el circuito magnético cilíndrico externo fijo.

Arroz. 1. Mecanismo de medición de la relación del sistema electromagnético de núcleo en forma de Z

Arroz. 2. Diagrama de circuito del medidor de fase del sistema electromagnético.

Los flujos F12 y F3, cerrados en diferentes planos, magnetizan la parte móvil del mecanismo de medición. Dado que el valor del flujo Ф12 es constante, la magnetización del eje y los pétalos alcanza el valor más alto en el momento en que el flujo Ф3 pasa por el valor más grande. Debido a la acción de las fuerzas de inercia, la parte móvil se fija inmóvil en una posición correspondiente a su mayor magnetización, es decir, la posición del flujo giratorio Ф12 en el momento en que el flujo Ф3 alcanza su valor máximo.

Debe tenerse en cuenta que la posición del flujo giratorio en relación con la parte estacionaria del dispositivo en el momento del paso del flujo Ф3 y la corriente Аз3 a través del valor de la amplitud depende del ángulo φ cambio entre la corriente de carga y el voltaje Dado esto, la posición que ocupa la parte móvil (y, en consecuencia, el puntero del dispositivo) con respecto a la escala, es decir el ángulo α caracteriza el cambio de fase entre la corriente de carga y el voltaje.

Un fasómetro que trabaja con este principio mide los cambios de fase con cargas capacitivas e inductivas. La escala del dispositivo se puede graduar en valores angulares φ o cosφ... En el primer caso es uniforme, en el segundo es desigual.

Fasómetro Ts302

Sincronoscopios

El mecanismo de medición en consideración también se usa en el sincronoscopio, un dispositivo que se usa cuando se conectan generadores síncronos para operación en paralelo.

El diagrama para encender el sincronoscopio se muestra en la fig. 3.

Arroz. 3. Diagrama de circuito del sincronoscopio del sistema electromagnético.

La construcción de las bobinas 1, 2 y 3 del mecanismo de medición es similar a la construcción de las bobinas correspondientes del medidor de fase, pero están hechas de alambre de cobre delgado con una gran cantidad de vueltas, por lo que las bobinas tener una resistencia importante. La bobina 3 está conectada a la tensión de línea de la red, las bobinas 1 y 2, a las tensiones de línea de la máquina síncrona conectada. Las resistencias están conectadas en serie con las bobinas R y así sucesivamente.

Como se mencionó, la parte móvil del mecanismo de medición está montada en el campo magnético resultante de las tres bobinas de modo que el eje de los lóbulos de la parte móvil coincida con la dirección del campo giratorio Ф12, en el que será capturado por el valor de amplitud del campo pulsante F3.

Esta posición de los lóbulos de la parte móvil a la misma frecuencia de la corriente en los devanados de las bobinas depende del desfase entre las corrientes I1 y Az2 en los devanados de las bobinas 1, 2 y la corriente Az3 en el devanado de la bobina 3. Las corrientes I1 y Az2 prácticamente coinciden en fase con la tensión de línea del generador síncrono y la corriente Az3 — con la tensión de red (por la resistencia de la resistencia Rq es grande).

Como consecuencia ° С Por lo tanto, el dispositivo indicador del sincroscopio, cuando las frecuencias de la corriente principal y el generador conectado son iguales, indicará directamente el cambio de fase entre los voltajes de línea de estos sistemas trifásicos.

Arroz. 4. Diagramas de conexión: a — sincroscopio, b — fasómetro del sistema electromagnético

Arroz. 5. Sincronoscopio tipo E1605

Al sincronizar, la frecuencia de la corriente de red y la corriente del generador conectado no son iguales. Esto da como resultado un cambio continuo en el ángulo de fase entre el voltaje de línea y e. etc. v. generador y por lo tanto a un cambio en la posición de los pétalos en relación con las bobinas estacionarias. Dado que la parte móvil del sincronoscopio se puede girar en cualquier ángulo, el puntero gira.

El sentido de giro depende del signo de la diferencia de frecuencia entre la red y el generador conectado. Cuanto menor sea esta diferencia, más lenta será la rotación del puntero del sincroscopio.

La escala del dispositivo tiene un signo correspondiente a la posición en contrafase de los vectores de voltaje y e. etc.v. objetos sincronizados. La máquina síncrona debe estar conectada a los buses de la estación durante la posición de máscara de gas de los vectores de e. etc. pp. y voltajes de bus.

En la Fig. 4 muestra un diagrama de cableado de un medidor de fase electromagnético y un diagrama de cableado de un sincroscopio electromagnético.