Электромагнитный прибор Советский патент 1983 года по МПК G01R5/14 

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к поляризованным электромагнитным приборам с подвижным сердечником. Известен электромагнитный прибор содержащий измерительную катушку, расположенную на неподвижном магнитопроводе, подвижный ферромагнитный элемент, на оси, пружину, указатель и шкалу 1. Недостатками указанного прибора являются невозможность определения полярности измеряемого тока, нелинейность шкалы, низкая чувствительность. Известен электромагнитный прибор содержащий две встречно включенные измерительные катушки, расположенные на неподвижном магнитопроводе с двумя парами внешних и двумя внут ренними О. -образными полюсными нако мечниками, между которыми размещен подвижный ферромагнитный элемент на оси, установленной на растяжках, соединенных с jамортизационными пру жинами, а также С-образн,ый постоявный магнит, расположенный в плоскос 1ти магнитопровода в торцовой части -бнешних полюсных наконечников, выполненных в .В1ще перекрывающихся спиралей, указатель и шкалу 2. Однако известный прибор недостато но чувствителен, что обусловливается значительной длиной силовых лини в магнитопроводе и приводит к сниже нию помехозащищенности данного устройства, увеличениюего габаритов. Цель изобретения - повышение чув ствительности. Поставленная цель достигается тем что в электромагнитный прибор, соде Жсцций измерительную катушку, расположенную на неподвижном магнитопроводе со спирально профилированными полюсными наконечниками, подвижный ферромагнитный элемент на оси, установленной на растяжках, одна иэ кото рых соединена с амортизационной пружиной, постоянный магнит, указатель и шкалу, введены полюсная наклащка и немагнитный кронштейн с корректором магнитопровод выполнен броневым, пос тоянный магнит выполнен тороидальным при этом вторая растяжка закреплена на корректоре, постоянный магнит рас положен на полюсной накладке в полости измерительной катушки коаксиально с ней между торцами внутреннего и внешнего полюсных наконечников магнитопровода-, а ферромагнитный эле мент размещен между постоянным магнитом и внешним наконечником магнитопровода;На фиг. 1 показан предлагаемый прибор, общий вид, поперечный разрез на фиг. 2 - то же, продольный разрез Конструктивной основой прибора является немагнитный кронштейн 1 со шкалой 2 и радиальным пазом 3 для завода подвижной системы при сборке прибора. На кронштейне 1 закреплены винт корр€ ктора 4 и амортизационная пружина 5 растяжек 6, на которых установлена поворотная ось 7 с указателем 8 и подвижным ферромагнитньлм элементом 9, Элемент 9 расположен в воздушном зазоре между внешним 10 и внутренним 11 полюсными наконечниками, образующими броневой сердечник 12 неподвижного магнитопровода, внутри которого размещены измерительная Кс1тушка 13с изоляционным каркасом 14 и кольцеобразная полюсная накладка 15с постоянным магнитом 16. Полюсные наконечники 10 и 11 профилированы по спирали, например арифметической, и образуют спиральный паз 17.Устройство работает следукхцим образом. Вращающий момент создается благодаря втягиванию ферромагнитного элемента 9 в область максимального магнитного потока. Постоянный магнит 16, намагниченный вдоль оси 7, создает в магнитной системе прибора поляризующее поле Hjj, сдвигающее его рабочий диапазон на более линейный и крутой участок квадратичной тяговой характеристики. При этом магнитный поток в приборе определяется не только перекрытием подвижного элемента 9 с профилированным полюсным наконечником 10 и магнитодвижущей силой измерительной катушки 13 с током J , но и магнитной разностью потенциалов между полюсами поляризующего постоянного магнита 16. Следовательно, вращающий момент Mg прибора может быть представлен в следующем виде . ЭХ/н.() Ь В л а эы. где W. -энергия магнитного поля прибора; -МДС измеряемого тока I; -количество витков измерительной катушки 13 I- -- расстояние между полюсами постоянного магнита 16t Н поле поляризации, практичести равное коэрцитивной силе Н магнита 16; oL - угол поворота подвижной системы прибора; 3L/9oL- скорость изменения индуктивности по углу поворота сС. При этом противодействующий момент М, пропорциональный удельной жесткости С растяжек 6, в состоянии равновесия должен содержать rIpcтoяннyн) составлякщую MQ, пропорциональную первоначальной закрутке растяжек на угол , который необходим для установки на нулевую отметку .указателя 8 обесточенного прибора i

.-сСо1о -о/)

(2)

В этом случае угол первоначальной закрутки растяжек «xfo будет равен

J 9Ь

Ло (3)

-ariL

1C

а уравнение шкалы для измеряемого тока I примет следующий вид:

,(ш-Л«..и„) ,4,

Поскольку поле магнита 16 выбирается гораздо большим магнитного поля измеряемого тока, т.е.

Uj:J«e4o,

(5)

то для постоянного тока 1-шкала такого прибора получается практически линейной и высокочувствительной

.. iMoJ«2 -.|k-, . (6)

с овтогда как для переменного I шкала имеет обычный для электромагнитных приборов, вид: -

так как среднее значение переменно го члена в уравнении (3) равно нулю:

2емоЦ)

(8)

Благодаря этому прибор может использоваться как для измерения переменных токов, так и для измерения и определения полярности постоянных токов при высокой чувствительности и линейности в области малых токов 0,2Эмо1сс, где обычные электромагнитные приборы неприменимы из-за

большой пЬгрешности измерения. В то же время компактная конструкция обеспечивает прибору высокую помехоустойчивость и максимальную чувствительность благодаря малой протяженности силовых линий измерительной катушки и поляризующего магнита, а также броневой конструкции магнитопровода.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ПРИБОР, содержащий измерительную катушку, расположенную на неподвижном магнитопроводе со спирально профилированными полюсными наконечниками, подвижный ферромагнитный элемент на оси. установленной на растяжках, одна из которых соединена с амортизационной пружиной, постоянный магнит, указатель и шкалу, отличающийс я тем, что, с целью повышения чувствительности, в него введены полюсная накладка и немагнитный кронштейн с корректором, магнитопровод выполнен броневым, постоянный магнит выполнен тороидальным, при зтом вторая растяжка закреплена на корректоре, постоянный магнит расположен на полюсной накладке в полости измерительной катугцки коаксиально с ней между торцами внутреннего и внешнего полюсных наконечников магнитопровода, а ферромагнитный элемент размешен между постоянным магнитом и внешним Л С полюсным наконечником магнитопровода.; ОЬ эо ю

Ь

д у L /ff

Фиг. 2