Məmmədov N. R.,Aslanov Z. Y.,Seydəliyev İ. M.,Hacızalov M. N.,Dadaşova K. S
Yüklə 7,93 Mb. Pdf görüntüsü
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- Ampermetr v ə voltmetrl ər.
- Ommetrl ər.
|
4.3.2 Maqnitoelektrik cihazlar Ümumi məlumatlar. Maqnitoelektrik cihazlar hesabat qurğusu və ölçmə dövrəsi olan maqnitoelektrik ölçmə mexanizmindən ibarətdir. Bu cihazlar sabit cərəyan və gərginlikləri (ampermetrlər və voltmetrlər), müqavimətləri (ommetrlər), elektrik miqdarını (ballistik qalvanometrlər və klonmetrlər), maqnit selini (vebermetrlər) ölçmək üçün tətbiq edilir. Maqnitoelektrik cihazlar həm də kiçik cərəyanların və gərginliklərin ölçülməsi və ya indikasiyası üçün də tətbiq edilir (qalvanometrlər). Bunlardan başqa maqnitoelektrik cihazlar elektrik kəmiyyətlərinin qeydiyyatı üçün istifadə edilir (özüyazan cihazlar və ossilloqrafik qalvanometrlər). Ölçmə mexanizmləri. Maqnitoelektrik cihazın ölçmə mexanizmində fırladıcı moment sabit maqnitin maqnit sahəsi ilə cərəyanlı sarğacın maqnit sahəsinin qarşılıqlı təsirindən yaranır. Hərəkətli sarğaclı və hərəkətli maqnitli maqnitoelektrik mexanizmlər tətbiq edilir. Şək. 4.4-də hərəkətli sarğaclı maqnitoelektrik ölçmə mexanizminin quruluşu göstərilmişdir. Hərəkətli sarğaca 6 cərəyan iki spiral yay 5 vasitəsilə verilir. Yayların əsas təyinatı əks-təsir momenti yaratmaqdır. İkinci yay şək. 4.4- də cizgi sahəsinin arxasında yerləşdiyindən görünmür. Yayların daxili ucu oxa, yəni kernlərə, xarici ucu isə mexanizmin hərəkətsiz hissəsinə bərkidilir.
Şə
1-sabit maqnit; 2-maqnit keçiricisi; 3-qütb ucluqları; 4-hərəkətsiz içlik; 5-spiral yay; 6-hərəkətli sarğac; 7-göstərici. 130
Maqnit sahəsinin mənbəyi olaraq sabit maqnit 1, maqnit selini keçirən maqnit keçiricisi 2, qütb ucluqları 3 və içlik 4 cihazın maqnit sistemini yaradır. İçliyin 4 silindrik forması, qütb ucluqlarının 3 oyulması və onların konsentrik yerləşdirilməsi araboşluğunda bərabər paylanmış radial sahəni təmin edir, yəni işçi araboşluğunun istənilən nöqtəsində induksiya B sabit kəmiyyətdir. Hava araboşluğu 1-2 mm radial uzunluğa malikdir. Hava araboşluğunda düzbucaqlı formada hərəkətli sarğac 6 yerləşdirilir. O, sərbəst şəkildə içliyi 4 əhatə edir və kernlərlə bərkidilir (baxılan nümunədə). Sarğacın dolağı mis və ya alüminium məftildən hazırlanır. Baxılan halda mexanizmin enerjisi üç tərkib hissədən ibarətdir: maqnitin enerjisi, sarğacın enerjisi və maqnit ilə sarğacın sahələrinin qarşılıqlı təsir enerjisi. Fırladıcı momentin yaradılmasında ancaq üçüncü tərkib hissə iştirak edir, çünki əvvəlki iki tərkib hissə α bucağından asılı deyildir, üçüncü isə ondan asılıdır. Məsələn, sarğac üfüqi yerləşdikdə maqnit sahəsi sarğaca nüfuz etmir, şaquli yerləşdikdə isə maqnit sahəsi sarğaca tam nüfuz edir. Hərəkətli sarğacda cərəyan i olduqda sarğaca ilişən elektromaqnit sahəsinin enerjisi, yəni qarşılıqlı təsir enerjisi aşağıdakı ifadə ilə təyin edilir: s E i W Ψ = , burada
Ψ - hərəkətli sarğacın ilişmə seli, α
= Ψ ; B - içlik ilə qütb ucluqları arasındakı hava araboşluğunda induksiya; s - sarğacın sahəsi; w - sarğacın dolağındakı sarğıların sayı; α - dönmə bucağıdır. Ani fırladıcı moment belə təyin edilir: i Bsw d dW M E t = = α . Ə gər cərəyan sinusoidal olarsa ( t I I m ω sin = ), onda fırladıcı moment
ω sin = . Bu zaman (4.8) 131
düsturuna uyğun olaraq mexanizmin işi cərəyanın tezliyi ω
ilə mexanizmin hərəkətli hissəsinin məxsusi tezliyinin 0 ω
nisbətindən asılıdır. Maqnitoelektrik ampermetrlərin, voltmetrlərin, ommetrlərin ölçmə mexanizmlərində hərəkətli hissənin məxsusi (sərbəst) rəqslərinin periodu təxminən 1 saniyə təşkil edir ( 1 0
, 6 − = san ω ). Beləliklə, cərəyanın 10 Hs-dən çox tezliklərində ölçmə mexanizminin meyil etməsi praktiki olaraq sıfıra bərabərdir. 10 Hs-ə qədər tezlik diapazonunda hərəkətli hissə giriş cərəyanının tezliyi ilə rəqs edir, həm da rəqslərin amplitudu tezlikdən asılıdır. Odur ki, belə ölçmə mexanizmli cihazlar sabit cərəyan dövrələrində tətbiq olunur. Sarğacdan sabit cərəyan I keçdikdə fırladıcı moment:
(4.9) Ə ks-təsir momenti elastik elementlərlə yaradılarsa, onda (4.3), (4.4) və (4.9) ifadələrindən istifadə etməklə alırıq:
I S W BswI I = = α , (4.10) burada
– ölçmə mexanizminin cərəyana həssaslığıdır, W w s B S I = . (4.10) ifadəsindən alınır ki, araboşluğunda induksiya B sabit olduqda hərəkətli sarğacın meyillənmə bucağı sarğacdakı cərəyanla mütənasibdir, meyillənmə bucağının işarəsi isə cərəyanın istiqaməti dəyişdikdə dəyişir. Bəzi maqnitoelektrik cihazların ölçmə mexanizmində ferromaqnit materialdan lövhə şəklində maqnit şuntu qoyulur ki, onun köməyi ilə hava araboşluğundakı induksiya dəyişə bilər. Bu isə mexanizmin həssaslığını tənzimləməyə (ommetrlərdə), yaxud
xarici böhran
müqavimətini (qalvanometrlərdə) dəyişməyə imkan verir. 132
Maqnitoelektrik loqometrik ölçmə mexanizmlərində hərəkətli hissə dolaqlarından I 1 və I 2 cərəyanları axan, öz aralarında möhkəm bərkidilmiş 1 və 2 sarğaclarından ibarətdir. Sarğaclara cərəyan praktiki olaraq əks-təsir momentsiz metal lentlərlə verilir. Sabit maqnitin maqnit sahəsi və sarğaclarda cərəyanların qarşılıqlı təsirindən yaranan M
və M 2 momentləri qarşı-qarşıya yönəlmişdir. Momentlərdən heç olmazsa birinin hərəkətli hissənin dönmə bucağından asılı olması üçün, məsələn, araboşluğu qeyri- bərabər hazırlanır. Bu zaman momentlər bərabər olduqda ( )
( ) 2 2 2 2 1 1 1 1 I w s B I w s B α α = və buradan alınır:
= 2 1 I I F α . (4.11) Maqnitoelektrik mexanizmlərdə hərəkətli hissə
yerdəyişmə etdikdə onun düralüminiumdan olan gövdəsində yaranan cərəyanlarla sabit maqnitin sahəsinin qarşılıqlı təsiri və sarğac dövrəsində yaranan cərəyanlarla maqnit sahəsinin qarşılıqlı təsiri hesabına maqnitoinduksiya sakitləşdirmə həyata keçirilir. Maqnitoelektrik ölçmə mexanizmlərinin maqnitoelektrik cihazlara bir sıra müsbət xassələr verən bəzi xüsusiyyətləri vardır. Onlar yüksək həssaslığa və kiçik məxsusi enerji tələbatına, tətbiq edilən materialların xassələrinin stabilliyi ilə izah edilən xətti və stabil nominal statik çevirmə xarakteristikasına ( )
I f = α malikdir. Hava araboşluğunda kifayət qədər güclü sahənin olması (0,2 - 1,2 Tl) səbəbindən bu mexanizmlərə elektrik sahələrinin təsiri yoxdur və xarici maqnit sahələrinin təsiri azdır. Lakin bu mexanizmlər cərəyana görə kiçik əlavə yüklənmə qabiliyyətinə malikdir (adətən cərəyan keçiriciləri yanır), nisbətən mürəkkəb və bahadır. Onların çatışmazlığı həm də ondadır ki, adi mexanizmlər ancaq sabit cərəyana reaksiya verir. Ampermetr və voltmetrlər. Maqnitoelektrik ampermetrlərlə ölçmə mexanizmi ölçülən cərəyan dövrəsinə
133
ya bilavasitə, ya da şuntun köməyilə qoşulur. Bilavasitə qoşulma cərəyan daşıyıcıları (yaylar, gərilmiş elementlər) və mexanizmin hərəkətli sarğacının dolağı üçün buraxıla bilən kiçik cərəyanların (30 mA-dək) ölçülməsində tətbiq edilir. Böyük cərəyanlarda şuntlar tətbiq olunur. Ə traf temperaturun dəyişməsi maqnitoelektrik cihaza belə təsir edir: temperatur yüksəldikdə hər 10K üçün yayların (yaxud gərilmiş elementlərin) xüsusi əks-təsir momenti 0,2 - 0,4% azalır; hər 10K üçün sabit maqnitin maqnit seli, deməli, araboşluğundakı induksiya da təxminən 0,2% azalır, yəni bu hadisələr cihazın göstərişlərinə əks təsir göstərir, ona görə də kiçik və orta dəqiqlikli cihazlarda nəzərə alınmaya bilər; sarğacın dolağının və cərəyan daşıyıcılarının elektrik müqaviməti dəyişir. Sonuncu amil maqnitoelektrik ampermetrlərin temperatur xətasının əsas mənbəyidir. Ş untsuz ampermetrlərdə temperatur xətaları olmur. Belə ki, onların göstərişləri həmişə ampermetrdən keçən cərəyanla müəyyən olunur. Şuntlu ampermetrlərdə temperatur xətası cərəyanların şunt və hərəkətli sarğac arasında paylanması səbəbindən xeyli ola bilər. Onun azaldılması üçün xüsusi temperatur kompensasiya dövrələri tətbiq olunur, məsələn, temperatur xətası hərəkətli sarğaca temperatur əmsalı sifira yaxın manqandan olan rezistoru ardıcıl qoşmaqla azaldılır. Çoxhədli ampermetrlərdə ölçmə həddini dəyişdirmək üçün çoxhədli şuntlar tətbiq edilir. Belə ampermetrlər ölçmə diapazonlarını dəyişdirən açarla, yaxud bir neçə giriş sıxacları ilə təchiz olunur. Maqnitoelektrik voltmetrlərdə lazımi ölçmə diapazonu almaq üçün ölçmə mexanizmi ilə ardıcıl manqanindən olan ə lavə rezistor qoşulur. Temperaturun voltmetrə təsiri sarğacın və əlavə rezistorun müqavimətlərinin nisbətindən, həm də sarğacın və rezistorun elektrik müqavimətlərinin temperatur əmsallarından asılıdır.
134
Çoxhədli voltmetrlərdə bir neçə əlavə rezistor istifadə olunur. Ona görə də onlar diapazon dəyişən açarla, yaxud bir neçə giriş sıxacları ilə təchiz edilir. Hərəkətli hissənin dönmə bucağının sarğacdakı cərəyana mütənasib olan asılılığı maqnitoelektrik ampermetr və voltmetrlərdə ş kalanın müntəzəmliyinə səbəb olur. Maqnitoelektrik ampermetr və voltmetrlər daşınan və lövhə cihazları kimi buraxılır. Əksər hallarda daşınan cihazlar yüksək dəqiqlikli (0,1; ... ; 0,5 sinif), çoxhədli (onlarla hədli) və kombinəedilmiş (voltampermetrlər) hazırlanır. Lövhə cihazları birhədli (0,5; ... ; 5 dəqiqlik sinifli) buraxılır. Ampermetrlər yuxarı ölçmə həddi 7 10
-dən 3 10 5 , 7 ⋅ A-dək; voltmetrlər yuxarı ölçmə həddi 3 10
, 0 − ⋅ -dən
3 10 3⋅ V-dək olmaqla hazırlanır. Ommetrlər. Maqnitoelektrik ölçmə mexanizminin ə sasında maqnitoelektrik ommetrlər buraxılır: mexanizm və ölçülən müqavimət ardıcıl qoşulan, paralel qoşulan və loqometrik ölçmə mexanizmli ommetrlər. Ölçmə mexanizmi və ölçülən müqavimət
ardıcıl qoşulduqda (şək. 4.5,a) ölçmə mexanizminin hərəkətli hissəsinin meyillənmə bucağı:
Şə k. 4.5. Ölçmə mexanizminin ölçülən müqavimətlə ardıcıl (a) və paralel (b) qoşulma sxemi
I R R U S + = α ,
135
paralel qoşulduqda isə (şəkil 4.5,b): ( )
E x x I R R R RR UR S + + = α , burada I S -ölçmə mexanizminin cərəyana həssaslığı, W Bsw S I = ; U-qida mənbəyinin gərginliyidir. const U = olduqda, hər iki halda α meyillənmə bucağı x R -in qiyməti ilə müəyyən edilir. α üçün ifadədən alınır ki, ommetrlərin şkalası qeyri-müntəzəmdir. Ardıcıl qoşulma zamanı hərəkətli hissənin maksimal meyiletmə bucağına ölçülən müqavimətin sıfır qiyməti uyğun gəlir. Ardıcıl qoşulan ommetrlər böyük müqavimətləri, paralel qoşulanlar isə kiçik müqavimətləri ölçmək üçün daha yararlıdır. Adətən bu ommetrlər 1,5 və 2,5 dəqiqlik sinifli daşınan cihazlar şəklində hazırlanır. Ommetrlər zaman keçdikcə gərginliyi dəyişən
quru batareyalarla qidalandırılarkən maqnit şuntunun köməyilə araboşluğunda induksiyanı dəyişmək yolu ilə const U S I = saxlanılır. Loqometrik ölçmə mexanizmli ommetrlər də tətbiq edilir (şək. 4.6), burada 1 və 2 laqometrin 1
və
2 R müqavimətinə malik sarğaclarıdır. (4.11) ifadəsinə görə:
+ + + = Y x E R R R R R F 1 2 α , yəni meyillənmə bucağı x R -in qiyməti ilə müəyyən edilir və qidalanma gərginliyindən asılı deyildir.
Şə k. 4.6. Loqometrik ölçmə mexanizmli ommetrin qoşulma sxemi:1,2- loqometrin sarğacları; R Y -yük rezistoru; R E
-əlavə rezistor 136
Böyük müqavimətləri, ilk
növbədə müxtəlif elektrotexniki qurğuların izolyasiya müqavimətini ölçmək üçün meqommetrlər adlandırılan ommetrlər istifadə edilr. Bu cihazlarda dövrənin qidaılanması cihazın içərisində quraşdırılan və əl ilə hərəkətə gətirilən generatorla həyata keçirilir.
qurğusu olan elektromaqnit ölçmə mexanizmindən və ölçmə dövrəsindən ibarətdir. Onlar dəyişən və sabit cərəyanları, gərginlikləri, tezliyi, dəyişən cərəyan və gərginlik arasında faza sürüşməsini ölçmək üçün istifadə edilir. Nisbətən aşağı qiyməti və qənaətbəxş xarakteristikalarına görə belə cihazlar bütün lövhə cihazları parkının böyük hissəsini təşkil edir. Ölçmə mexanizmi. Bu mexanizmlərdə fırladıcı moment hərəkətli hissənin bir və ya bir neçə ferromaqnit içliyinin sahələri ilə dolağından cərəyan keçən sarğacın maqnit sahəsinin qarşılıqlı təsirindən yaranır. Hazırda ölçmə mexanizmlərinin yastı sarğaclı, dairəvi sarğaclı və qapalı maqnit keçiricili konstruksiyaları daha çox tətbiq edilir. Şə kil 4.7-də yastı sarğaclı mexanizm sadələşdirilmiş şə kildə göstərilmişdir.
Cərəyan i sarğacdan 1 keçdikdə içlik 3 maqnitlənir və sarğacın boşluğuna cəzb olunur. Cərəyanın istiqaməti dəyişdikdə içlik yenidən maqnitlənir və yenə də boşluğa cəzb olunur. Ani fırladıcı moment: ( ) 2
2 1 2 i d dL d Li d d dW M E t α α α = = = , burada E W - içlikli sarğacın elektromaqnit sahəsinin enerjisi; L - sarğacın içliyinin vəziyyətindən asılı induktivlikdir. 137
Şə k. 4.7. Yastı sarğaclı elektromaqnit ölçmə mexanizminin quruluşu: 1-dolağından cərəyan axan sarğac; 2-əks-təsir momenti yaratmaq üçün yaylar; 3-oxa ekssentrik bərkidilmiş ferromaqnit içlik; 4-ox
Ə
moment: ( ) t I d dL M m t ω α 2 cos
1 4 1 2 − = , yəni
t M sabit və harmonik tərkib hissələrinə malikdir. Adi hallarda tətbiq edilən elektromaqnit mexanizm sənaye və daha yüksək tezliklərdə dəyişən cərəyan dövrəsində işləyərkən onun hərəkətli hissəsinin meyil etməsinin ətalətliliyi səbəbindən momentin sabit tərkib hissəsi təyin edilir (bax şəkil 4.3): 2 0 2 1 1 I d dL dt M T M T t t α = = ∫ , burada I - təsir edən cərəyandır. Ə gər əks-təsir momenti elastik elementlərlə yaranarsa, onda hərəkətli hissənin dönmə bucağı aşağıdakı düsturla təyin edilir: 2 2
I d dL W α α = . (4.12) 138
(4.12) ifadəsindən alınır ki, meyillənmə bucağının cərəyandan asılılığı qeyri-xəttidir və hərəkətli hissənin dönməsi həm sabit cərəyan, həm də təsiredici qiyməti sabit cərəyana bərabər olan dəyişən cərəyan üçün eynidir. α
dL
α -nın tələb olunan funksiyası olmasını təmin edən xüsusi formalı
içlik hazırlamaqla α meyillənməsinin işçi diapazonunun xeyli hissəsi üçün onun cərəyandan xətti asılılığı əldə edilir. Elektromaqnit ölçmə mexanizmlərinin konstruksiyası sadədir, ucuzdur və iş prosesində etibarlıdır. Onlar hərəkətli hissəyə cərəyan daşıyıcıları olmadığından böyük əlavə yüklənməyə davamlıdır. Elektromaqnit ölçmə mexanizmləri həm sabit, həm də dəyişən (təxminən 10kHs-dək) cərəyan dövrəsində işləyə bilər. Bu mexanizmlərin az dəqiqliyi və aşağı həssaslığı elektromaqnit cihazların dəqiqliyində və həssaslığında özünü göstərir. Elektromaqnit ölçmə mexanizmlərinin işinə xarici maqnit sahələri güclü təsir göstərir. Onların təsirini aradan qaldırmaq üçün maqnit ekranlama tətbiq edilir. Bəzən astatik adlanan ölçmə mexanizmləri tətbiq edilir ki, onlara xarici sahələr adi mexanizmlərə nisbətən xeyli zəif təsir edir.
Elektromaqnit ampermetrlərdə ölçmə mexanizminin sarğacı ölçülən cərəyan dövrəsinə bilavasitə qoşulur. Lövhə ampermetrləri bir ölçmə diapazonlu buraxılır, daşınan ampermetrlər isə bir neçə ölçmə diapazonuna malik ola bilər. Ölçmə diapazonunun dəyişilməsi sarğacın dolağının seksiyalarını ardıcıl və ya paralel qoşmaqla həyata keçirilir. Dəyişən cərəyan dövrələrində ölçmə diapazonunu genişləndirmək üçün cərəyan ölçmə transformatorları istifadə edilir. Elektromaqnit ampermetrin şkalası, bir qayda olaraq, müntəzəmdir (25-100% həddində). Buna içliyin formasını seçməklə nail olunur.
139
Ampermetrlərin sabit cərəyan dövrəsində istifadəsi zamanı histerezisdən xətalar meydana çıxır ki, bu da eyni cərəyanın artması və azalması zamanı göstərişlərin müxtəlifliyində özünü göstərir. Ölçülən cərəyanın tezliyi dəyişdikdə ampermetrlərdə içlikdəki və sarğacın maqnit selinin keçdiyi ölçmə mexanizminin digər metal hissələrindəki burulğanlı cərəyanların təsiri ilə tezlik xətası yaranır. Elektromaqnit voltmetr elektromaqnit ölçmə mexanizmindən və manqandan hazırlanmış ardıcıl qoşulan ə lavə rezistordan ibarətdir. Əlavə rezistor lazımi ölçmə diapazonunu təmin
etmək üçündür. Ölçmələrin diapazonunun dəyişməsi müxtəlif əlavə rezistorlar qoşmaqla, həmçinin gərginlik ölçmə transformatorlarının köməyi ilə həyata keçirilir. Elektromaqnit voltmetrin dönmə bucağı: 2 2 2 1
U d dL W α α = , burada Z - voltmetr dövrəsinin tam müqavimətidir. Elektromaqnit voltmetrin şkalası 25-100% həddində bir qayda olaraq, müntəzəm olur, bu isə içliyin formasını seçməklə əldə edilir. Elektromaqnit voltmetrlərdə temperatur dəyişdikdə voltmetr dövrəsinin müqavimətinin dəyişməsi ilə şərtlənən temperatur xətası yaranır. Kiçik ölçmə diapazonlu voltmetrlərdə bu xəta böyük qiymətlərə çata bilər. Sabit cərəyan dövrələrində istifadə zamanı voltmetrlərdə histerezisdən xəta yaranır. Elektromaqnit voltmetrlərdə tezlik xətası elektromaqnit ampermetrlərə nisbətən daha yüksəkdir. Bu, voltmetr dövrəsinin müqavimətinin Z tezlikdən asılılığı ilə izah olunur. Elektromaqnit ampermetr və voltmetrlərin əsas təyinatı sənaye tezlikli dəyişən cərəyan dövrələrində ölçmələrdir.
140
Sənayedə 0,5 dəqiqlik sinifli 5 mA-dən 10 A-dək yuxarı ölçmə hədli 1500 Hs-dək tezlik üçün daşınan ampermetrlər; 1,0; 1,5; 2,5 dəqiqlik sinifli içərisində cərəyan transformatorları quraşdırılan 300 A-dək cərəyanlar üçün və xarici cərəyan transformatorları ilə 15 kA-dək cərəyanlar üçün lövhə birhədli ampermetrləri; 0,5 dəqiqlik sinifli 1,5 V-dan 600 V-dək yuxarı ölçmə hədli 45-100 Hs tezlik üçün və 1; 2,5 dəqiqlik sinifli 10 kHs-dək tezlik üçün daşınan voltmetrlər; 1,0; 1,5; 2,5 dəqiqlik sinifli yuxarı ölçmə həddi 0,5 V-dan 600 V-dək olan bilavasitə qoşulan və gərginlik transformatorları ilə qoşulan 450 kV-dək yuxarı ölçmə hədli 45-1000 Hs diapazonda tezlik üçün lövhə voltmetrləri buraxılır.
Yüklə 7,93 Mb. Dostları ilə paylaş:
|