磁电系统仪表的工作原理

发布时间:2023-03-29 10:02

  磁电系统仪表是指示仪表中应用最广泛的一类仪表,磁电系仪表在电工仪表中占有重要地位。

  工作原理:

  1、工作原理定性

  当可动线圈通以电流以后,在永久磁铁的磁场作用下,产生转动力矩使线圈转动。

  反作用力矩通常由游丝产生,磁电系仪表的游丝一般有两个,而且两个游丝的绕向相反,游丝一端与可动线圈相连,另一端固定在支架上,它的作用既产生反作用力矩,同时又是将电流引进可动线圈的引线。

  阻尼力矩由绕制线圈的铝架产生,其原理见图当铝架在磁场中运动时,闭合的铝架切磁力线产生感应电流ie,这个涡流与磁场相互作用产生一个电磁阻尼力矩Ma,显然阻尼力矩的方向与铝框架运动方向相反,因此能使指针较快停在读数位置,当然铝架上的线圈与外电路也会构成闭合回路,同样也会产生阻尼力矩。

  2、磁式结构组成

  内磁式的测量机构如图,与外磁式相比最大区别在于永久磁铁做成圆柱形并放在动圈之内,它既是磁铁又是铁心。为了能形成工作气隙,并能在工作气隙中产生一个均匀的磁场,磁场方向能处处与铁心的圆柱而垂直,在磁铁外面压嵌一个扇形断面的磁极,在线圈外面加一个导磁环。磁力线穿过气隙后经导磁环闭合,以形成工作气隙的磁场。

  电磁仪表—电磁阻尼、内磁结构

  电系仪表产生转动力矩示意图

  3、内部结构特点

  采用这种结构之后,由于磁极和导磁环都用导磁率很高的软磁材料,所以闭合磁路的漏磁小、磁感应强度大、仪表防御外磁场干扰的能力也得到增强、而且仪表对外界其他设备中的磁敏感元件的影响也减少了。加上内磁式整个结构比较紧凑,成本较低,所以与外磁式相比,是一种比较先进的结构。

  内磁式可动部分的构造,则与外磁式基本相同,有时也采用张丝结构,例如C36型的直流表。

  内外磁结合式这种形式除了在可动线圈外部装了永久磁铁之外,线圈内部的圆柱形铁心也改用永久磁铁,所以称它为内外磁结合式。这种形式的特点是工作气隙内的磁感应强度比较强,其他特点与外磁式相似。

  4、工作原理定量分析

  电磁驱动力 M=2IBLNr=IBSN

  B—工作气隙中磁场的磁感应强度;

  L—线圈有效边长;

  I—通过线圈的电流;

  N—线圈的匝数;

  S—线圈有效面积=2Lr。

  游丝阻力矩 Mα=Dα

  D— 游丝反作用力矩系数,

  α—线圈偏转角。

  偏转角α:

  灵敏度SI由仪表结构参数所决定,对于某一仪表来讲,它是一个常数。因此,其指针偏转角与通过可动线圈的电流成比。


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