Фазометр электромагнитной системы Советский патент 1955 года по МПК G01R25/06 

Изобретение относиггся к фазометрам электромагнитной системы с неподвижным замкнутым кольцевым магнвтопроводом, несущим обмотку возбуждения, и безобмоточным подвижным элементом из ферромагнитного материала, расположенным внутри магнитопровода .

По сравнению с известными фазометрами подобного типа предложенный фазометр потребляет меньше энергии. Это достигается тем, что замкнутый магнитопровод фазометра снабжен равномерной кольцевой обмоткой подмагничивания, питаемой переменным током и создающей замыкающийся по магнитопроводу магнитный поток, который накладывается на создаваемый обмотками возбуждения вращающийся магнитный поток. В результате в магнитепроводе образуется насыщенный участок, перемещающийся по окружности магнитопровода соответственно ивменению угла сдвига фаз между двумя выщеуказанными магнитными потоками. Это в свою очередь вызывает соответственный поворот поляризованного подвижного элемента, выполненного, например, в виде намагниченного по диаметру диска.

Подвижный элемент может быть выполнен и в виде пластины из ферромагнитного материала, поляризуемой расположепным в )е кольцевого магнитопровода нслодвижным постоянным магнитом, намагниченным вдоль оси.

Для еще больщего сни1жения собственного потребления энергии фазометром, а также уменынепк1я влияния внецп-;нх магнитных полей кольцевой магнито-провод с обмотками снабжен нарул ным кольцом-экраном, выполненным ив ферромагнитного материалаПринципи1альное устройство предложенного фазометра показано на фиг. 1, где / - замкнутый кольцевой магнитопровод: 2 - подвижный элемент: 3 - кольцо-экран, замыкающее магнитный поток обмоток возбуждения; W и IFa--о.бмотки возбуждения (могут быть и три), сдвинутые

в пространстве на угол - для создания вращающегося магнитного поля; W - обмотка подмагничиваНИ Я.

На фиг. 2 показана схема включеНИ1Я фазометра при выполнении измерений. Здесь сопротивление г и емкость С подобраны таким образом, чтобы получить в обмотках Wi в W2

-к токи, сдвинутые по фазе на угол На фи1 3 показан фазометр, ЕЬ полненный с подвижным элементом в виде двух секторных пластин 2 из ферромагнитного материала. Пластины укреплены на оси и поляризованы ггостоянным магнитом 4 в виде дилиндра, охватывающего ось подвижного элемента. Под влияпием магнитного потока постоянного магнпта подвижный элемент устанавливается в средней части иенасыщеппой зоны кольцевого магнитопровода, IaK как в этом положегпги сОПротивленпе ма -тштной цепи будет минимальным. Пр п:1иип действия фазометра сосгоит в следующем. Магиптспровод / пронивываетея переменным по иаправлению потоком . врапииощегося (по часовой стрелке) aгнитнoгo поля, создаваемым обмотками Wi и W, (фиг. 1). Поскольку на магнито-провод наложена епде обмотка W, все сечение торонда магнитопровода пронпзывается eni,e одним переменным потоком , создаваемым током обмотки W. Распределение потока „, вращаюпдегося магнитного поля и переменного потока , для различных моментов времени показано на фиг. 4. Здесь А, Б, В, Г - фиксированные точки окружности тороида; 1ш - магнитный поток вращающегося поля в некоторый момент времени; - макснадальное переменного магнитного потока в тороиде в тот же.момент времени. Пусть при угле сдвига фаз в момент времени t -- ti переменный поток имеет максимальное значение а направление вращающегося магнитного поля совпадает с линией В А (фиг. 4,а). При этом на участке тороида АГВ потоки складываются, а яа участке АБВ потоки; вычитаются. Следовательно, 1д/-й : „„-h-; .« im- ФЕсли нодобрать параметры так, чтобы Ф,,,„, то KR О, а iR п,. Следовательно, участок АГВ будет насыщен, а участок АБВ ненасыщен. значение При соответствующем выборе ферромагнитного материала и режима работы можно создать условия, когда У , где: II-АБВ - магнитная проницаемость участка АБВ, ./« - магнитная проницаемость участка АГВ. Через четверть периода (фиг. 4,6), т. е. в момент времени ; - | переменный поток Ф1 О, а поток Фш изменит направление на уго.л --. В этот MOMeTfT насыщение сердечника одинаково во всем сечении. Б момент нреме t -. t, -j- -- ; г -- -I (фвг. 4,0) переменный поток изменит напраВо1епие на противоположное, так же как и поток Р,„. В этот момент времени па участке АГВ ПОТОКИ1 , и складываются, а на участке АБВ потоки направлены навстречу и, следовательно, участок АГВ будет насьпден, а участок АБВ ненасыщен. Через период, т. е. в момент времени г - Т ci - с, (фиг. 4,г) картина будет аналогична моменту времени /1. Среднее значение потока за период на участке АГВ больще среднего значения потока за период ira участке АБВ, т. е. с) , ,,-, С/7.4,Л ,,- Следовательно, и среднее значение магнитной проницаемости па участке АГВ -ABi; будет меньще среднего значения магнитной проницаемости участка АБВ, т. е. Мд/у V-AIB . Поляризованный магнитный элемент прибора установится таким образом, чтобы его магнитный поток замыкался через ненасыщенный участок АБВ (по пути наименьщего магни1тного сопротивления). Если угол сдвига фаз 9 изменится от 9i ДО 92 - 1 то максимальное значение пульсирующего потока Ф1„, настанет на четверть полупериода позднее, т. е. когда по

ток iu повернется но направлению вращения па угол--.

Тогда и насьшденпый участок сместится по окружности тороида на тот же угол в направлепи1И вращения вектора .,.

Следом за ,eIlиe r пеиасыи енного участка в магнитопроводе сместится в поляризованный магнитный элемент прибора, отмечая по шкале иЗлМенепие угла сдвига фазы.

Пред м е т и з обре т е н и я

1. Фазометр электромагнитной системы, И1Меющий неподвижный замкнутый кольцевой магнитопровод. несущий обмотки возбуждения, и безобмоточный подвижный элемент из ферромагнитного материала, располОЖеннь й внутри магниггопровода, о т л и ч а JO щ и и с я тем. что, с целью уменыпения потребления энергии. магнитопровод снабжен равномерной кольцевой обмоткой подмагничивания, питаемой переменным током и создающей замыкаю-щийся по магнитопроводу магнитный поток, который накладывается

на создаваемый обмотка.ми, возбуждения вращающийся магнитный поток и образует в магнитопроводе насып енный участок, перемещающийся по окружности магиитопровода соответственно изменению угла сдвигга фаз между указанными потоками и вызывающий соответственный поворот поляривованного подвижного элемента, выполпенного, например, в виде намагниченного по диаметру диска.

2.Видоизменение фазометра по и. 1, отличающееся тем, что подвижный элемент выполнен в виде пластины из ферромагнитного материала, поляризуемой расположенным в центре кольцевого магнитопровода неподвижным постоянным .м, намагни1ченным вдоль оси.

3.Фазометр по пп. 1 или 2, о т л ичающийся тем, что, с целью дальнейшего уменьшения собственного потребления энергии прибором и снижения влияния внешник магнитных полей, кольцевой магнитопровод с обмотками снабжен наружным кольцом-экранОМ, выполненным из ферромагнитного материала.

J В