ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.04.2024
Просмотров: 23
Скачиваний: 0
Реостат включается в измерительную цепь, состоящую из источника тока и специального измерительного прибора — логометра. Этот прибор имеет постоянный магнит, в магнит ном поле которого находится не одна, как у обычного прибо ра, а две рамки. Если ток протекает только по одной рамке, например, по рамке Р ь то она будет перемещать всю подвиж-
Рис. |
5. Схема измерителя уровня жидкости: |
/ —логометр; |
2—реостатный датчик; 3—поплавок; 4—ползу |
|
нок датчика; 5—гибкий проводник. |
ную систему прибора, в том числе и стрелку, влево. При про текании же тока только по рамке Р2 система перемещается вправо.
Обе рамки подключаются к реостату-датчику и получают питание от батареи Б. Когда прибор включен, то по обеим рамкам протекает ток, но величина этого тока будет зависеть от величины сопротивлений участков датчика Pi и Р2. Пусть ползунок датчика находится посредине, так что Pi = Р2. Тогда и токи в рамках будут равны. Стрелка прибора займет ка кое-то среднее положение, что соответствует среднему поло жению поплавка в баке. С понижением уровня горючего пол зунок переместится вправо. Когда сопротивление участка Р 2 станет меньше, чем сопротивление участка Р ь ток рамки Р2 станет больше, чем ток рамки Р {. Система прибора повернет ся вправо и стрелка покажет понижение уровня горючего.
В случае заполнения бака ползунок будет перемещаться влево. Тогда, наоборот, ток в рамке Pi будет больше, чем в рамке Р2, и стрелка прибора покажет повышение уровня. При менение в данном случае в качестве измерительного прибора
16
логометра делает измерительную схему 'более чувствительной, простой н в то же время мало реагирующей на изменение напряжения питающей батареи.
Реостатные датчики обычно используются для измерения небольших изменений уровня. Но ведь имеются и такие уст ройства, где изменения уровня измеряются не десятками сан-
Рис. 6. Н а в е р х у — разрез шлюза: / —верхний уровень шлю за; 2—камера шлюза; 3—нижний уровень шлюза; 4—заслон
ка 1; 5—заслонка 2; 6—ворота шлюза 1; |
7-—ворота шлюза 2. |
|
В н и з у — схема соединения сельсинов; 1, |
2, 3—обмотки |
рото |
ра сельсинов; 4—сельсин-приемник; 5—сеть переменного |
тока; |
|
6—сельсин-датчик. |
|
|
тиметров, а метрами или даже десятками метров. Возьмем, к примеру, камеру шлюза. Как известно, на каналах Москва — Волга, Волга — Дон, а также на гидроэлектростанциях, по строенных на судоходных реках, 'имеются шлюзы. Это такие гидротехнические сооружения, которые позволяют переводить суда е более высокого уровня капала «а более низкий или на оборот.
Как это осуществляется?
Допустим, что с верхнего уровня канала самоходная баржа должна перейти на нижний его уровень (рис. 6). Для этого открываются ворота 2 шлюза и баржа проходит в камеру, наполненную водой до верхнего уровня. Далее, ворота 2 за крываются, открывается заслонка водосливного канала 1 и уровень воды в камере понижается до тех пор, пока по прин ципу сообщающихся сосудов она не достигнет нижнего уровня канала. Тогда открываются ворота 1 и баржа продолжает
.путь дальше. При обратном движении баржи она заходит в
17
Klip’ |
ЛЫЧНАЯ |
л |
с} |
камеру со стороны нижнего уровня канала. После этого за крываются ворота 1 и заслонка 1, а открывается заслонка 2.. Теперь вода с верхнего уровня канала поступает в камеру. Как только уровень воды в камере сравняется с верхним уров нем канала, откроются ворота 2 и барже снова открыт путь.
Как видите, шлюзование судов осуществляется совсем про сто. Однако все заслонки и ворота закрываются и открыва ются с помощью электродвигателей, управление которыми осуществляется диспетчером из помещений, т. е. на расстоя нии. Но может ли быть управление на расстоянии без кон троля за работой механизмов? Конечно, нет.
Стало быть, нужно на расстоянии измерять уровень воды в камере шлюза, следить за положением ворот. Это осуще ствляется с помощью специальных очень маленьких электри ческих машин, так называемых сельсинов.
Как же устроены применяемые здесь сельсины?
Как и всякая вращающаяся электрическая машина, будь то генератор или двигатель, сельсин состоит из неподвижной части — статора и подвижной части — ротора. На статоре имеется одна обмотка, а на роторе — три. При этом каждая из этих трех обмоток смещена относительно другой на 120°. Концы обмоток ротора соединяются вместе, а начала подклю чаются к трем подвижным контактам — кольцам, располо женным на оси ротора. По кольцам скользят неподвижные контакты — щетки.
Если два одинаковых сельсина (назовем один из них дат чиком, а другой приемником) соединить между собой прово дами так, как показано на схеме, то получится очень инте ресное устройство. Рассмотрим подробнее его работу.
Переменный ток, протекая по обмоткам статора обоих сельсинов, создаст в каждом из них переменное магнитное поле. Эти магнитные поля будут пересекать обмотки роторов сельсинов. В результате в каждой из обмоток как сельсинадатчика, так и сельсина-приемника возникнет электродвижу щая сила (ЭДС). Так как обмотки ротора в сельсинах сме щены относительно друг друга, то ЭДС в разных обмотках (первой, второй, третьей) сельсина-датчика и сельсина-при емника будут различны по величине. Но при строго одинако вом положении ротора-датчика и ротора-приемника ЭДС оди наковых обмоток этих сельсинов будут равны между собой, т. е. будут равны между собой попарно ЭДС первых, вторых и третьих обмоток. К чему же приводит такое равенство? Оно приводит к тому, что никакого тока по обмоткам обоих ро торов протекать не будет. Однако стоит нам повернуть немного ось ротора сельсина-датчика, как ЭДС во всех его трех обмотках изменится, в то время как в обмотках ротора
18
сельсина-приемника она останется той же самой. Теперь по роторным обмоткам обоих сельсинов будет протекать так на зываемый уравнительный ток, вызванный разностью ЭДС в одинаковых обмотках ротора датчика и приемника.
Уравнительный ток, взаимодействуя с магнитным полем сельсина-датчика, будет стремиться привести его ротор в прежнее положение. Но этого не произойдет, если ось ро тора датчика удерживать в новом положении силой.
Что же произойдет тогда?
А произойдет самое интересное. Под действием тех же уравнительных токов теперь повернется ротор сельсина-при емника и займет такое же положение, какое занимает ротор сельсина-датчика. Значит, если повернуть ось сельсина-дат чика на какой-то угол, то и ось сельсина-приемника повер нется на тот же угол. Вот эта-то особенность сельсинов и используется для измерения угловых или линейных переме щений. Причем эти перемещения можно измерять на большом расстоянии.
В частности, эту особенность сельсинов используют для измерения уровня воды в камерах шлюзов. Для этой цели ось сельсина-датчика связывается с поплавком, расположен ном в специальном колодце. Колодец же соединяется трубой с камерой шлюза. При изменении уровня воды в камере шлю за соответственно будет меняться и уровень воды в колодце, так как колодец и камера шлюза — сообщающиеся сосуды. Связь же поплавка с сельсином-датчиком осуществляется с помощью тонкого металлического тросика, барабана и зубча той передачи. При движении поплавка вверх или вниз его поступательное движение преобразуется барабаном во вра щательное и через зубчатую передачу передается сельсинудатчику, ось которого при этом также поворачивается. Угло вое перемещение оси датчика воспринимается по проводам связи сельсином-приемником. На оси ротора сельсина-при емника находится шестеренка, связанная с зубчатой рейкой. При вращении шестеренки влево или вправо зубчатая рейка будет подниматься вверх или опускаться вниз. На зубчатой рейке находится стрелка-указатель, которая перемещается по шкале с делениями.
Вся система измерения от поплавка до зубчатой рейки регулируется таким образом, чтобы изменение воды в камере шлюза приводило к перемещению зубчатой рейки на опреде ленную величину, пропорциональную пути, совершаемому по плавком. Тогда шкалу прибора легко отградуировать так, что по ней сразу можно определить изменение уровня воды в метрах.
Но сельсины используются не только как измерители уров ня воды в камере шлюза. Они позволяют также контролиро вать положение створок ворот шлюзов. Таким образом, они
19
дают возможность диспетчеру управлять всеми механизмами шлюза.
И не только шлюза. Различные конструкции сельсинов используются на гидроэлектростанциях для измерения уровня воды до плотины и после нее. Кроме того, они помогают уп равлять механизмами доменных печей, прокатных станов, са молетов и многими другими.
При этом человек не видит управляемых им механизмов. Их работу он контролирует, пользуясь показаниями приборов. А это очень важно.
Современные тепловые электрические станции полностью автоматизированы. Они снабжены самыми различными измеритель ными приборами и автоматическими регу ляторами. Без них нормальная работа стан
ции невозможна. Ведь на электростанции генераторы выра батывают электроэнергию, расход которой постоянно меняет ся. На эти изменения электростанция должна быстро реаги ровать, иначе возникнут неприятности: будет изменяться на
пряжение у потребителей ее электроэнергии, |
частота тока. |
||
А при этих условиях потребители |
нормально |
работать не |
|
могут. |
|
|
|
Как же реагирует электростанция на изменение расхода |
|||
вырабатываемой |
ею электроэнергии? |
т. е. умень |
|
Если расход |
электроэнергии |
уменьшается, |
шается нагрузка электрического генератора, то связанная с его валом паровая турбина начнет вращаться с большей ско ростью. Как только это случится, в действие вступят регуля торы скорости. Они прикроют клапаны паропровода, чтобы в турбину поступало меньше пара.
Но ведь паропровод турбины связан с паровым котлом, поэтому прикрытие клапанов паропровода приведет к увели чению давления как в паропроводе, так и в самом котле. Чтобы при меньшем количестве пара, поступающего теперь в турбину, давление в котле стало нормальным, нужно умень шить подачу воды в котел и топлива — в его топку. Это осу ществляется специальными электрическими регуляторами, по лучающими сигнал от чувствительного электрического мано метра, измеряющего давление пара в паропроводе (рис. 7). Такой манометр имеет тонкостенную гофрированную трубку— сильфон 2. С одной стороны сильфон запаян, а другой сторо ной 1 соединяется с паропроводом 5. При малейшем измене нии давления пара в .паропроводе сильфон изменяет свою дли ну. Это очень незначительное перемещение сильфона пере дается индуктивному чувствительному датчику.
С одним из индуктивных датчиков мы уже познакомились, когда рассматривали электрические весы. Однако датчик, ис пользуемый в манометре, сделан совсем по-другому.
РО