Электромагнитные приборы

Работа электромагнитных измерительных механизмов основана на взаимодействии магнитного поля, созданного неподвижной катушкой, по обмотке которой протекает измеряемый ток, с одним или несколькими ферромагнитными сердечниками, укрепленными на оси. Набольшее распространение получили механизмы с плоской и круглой катушкой, а также замкнутым магнитопроводом.

Рис. 5.3 Устройство электромагнитного прибора

Рассмотрим механизм с замкнутым магнитопроводом (рис. 5.3). Катушка 1 расположена на неподвижном магнитопроводе 3 с двумя парами полюсных наконечников 4 и 5, магнитопровод и полюсные наконечники выполнены из магнитомягкого материала. Подвижный сердечник 2 из магнитомягкой стали или пермаллоя, укрепленный на растяжках, может перемешаться в зазоре между полюсными наконечниками. Успокоитель жидкостный, состоящий из двух дисков, один укреплен на подвижной части, а другой – на неподвижной. В маленький зазор между хорошо отполированными поверхностями дисков заливается маловысыхаюшая жидкость определенной вязкости. При движении подвижной части из-за трения между слоями жидкости возникает момент успокоения.

При протекании постоянного тока I через катушку механизма возникает магнитное поле, которое воздействует на подвижный сердечник 2, стремится расположить его так, чтобы энергия магнитного поля была наибольшей. Энергия магнитного поля электромагнитного механизма, имеющего катушку с током I, равна

,

где L – индуктивность катушки; I – ток в обмотке катушки.

При перемещении подвижной части изменяется индуктивность системы.

.

При протекании в обмотке катушки переменного тока подвижная часть вследствие инерционности реагирует на среднее значение вращающего момента, равное

,

где I – действующее значение переменного тока в обмотке катушки.

Из условия статического равновесия М = –М_ПР или можно получить выражение для угла отклонения .

Недостатки: неравномерная шкала, влияние внешних магнитных полей на механизмы без магнитопровода и большое собственное потребление мощности.

Достоинства: пригодность для работы на постоянном и переменном токе, устойчивость к токовым перегрузкам, простота конструкции, повышенная чувствительность у измерительного механизма с замкнутым магнитопроводом.

Используются в щитовых амперметрах и вольтметрах класса 1,0 и более низких классов для измерений в цепях переменного тока. Кроме того, они применяются в переносных многопредельных приборах класса 0,5.