f Рис. 2-4. Зависимость В = f (Н) и Ца = / (В)

оси абсцисс перемещение кривой параллельно самой себе может оказаться недостаточным для получения заданного класса ТТ. Изменение крутизны кривой токовой погрешности осуществляется одним из способов, получивших общее название компенсации погрешностей и рассматриваемых ниже.

Компенсация погрешностей ТТ. Большая часть способов компенсации погрешно- стей ТТ основана на свойстве ферромагнитных материалов изменять свою магнитную проницаемость в зависимости от магнитной индукции (рис. 2-4). Икусственно изменяя магнитную индукцию в магнитопроводе, можно увеличить его магнитную проницаемость и тем самым снизить погрешность ТТ. Например, поддерживая значения индукции в магнитопроводе соответствующими зоне b (рис. 2-4), мы обеспечим его высокую проницаемость. Рассмотрим влияние магнитной индукции на погрешности ТТ. М. д. с. намагничивания Fq. входящая в формулы погрешностей (2-6) и (2-10), при изменении тока меняется нелинейно. Это обусловлено нелинейной зависимостью магнитной проницаемости от индукции в магнитопроводе. Зависимость токовой погрешности от абсолютной магнитной проницаемости р,а материала магнитопровода можно получить, выразив м. д. с. намагничивания Fq через параметры магнитопровода и вторичной цепи. Магнитный поток в магнитопро?оде

Фо = /2ад (2-15)

где /?м = м/(Иа<5м) - магнитное сопротивление магнитопровода, А/Вб (Гн~); /м и S - средняя длина и площадь поперечного сечения магнитопровода; [хд - абсолютная магнитная проницаемость материала магнитопровода, Гн/м.

Магнитный поток можно получить из формулы (1-Ю), умножив индукцию Вмакс на площадь поперечного сечения магнитопровода:

0,225£2 0,225/222

(2-15а)

Приравнивая правые части формул (2-15) и (2-15а) и решая полученное равенство относительно fo, находим

Fn =

(2-156)

v2 fw v2 lxSJw,

Подставив выражение (2-156) в формулу (2-6), получим новое выражение номинальной токовой погрешности ТТ (в процентах):

h.-=~~-fin(-\a)-m.

(2-16)

Из (2-16) видно, что токовая погрешность обратно пропорциональна абсолютной магнитной проницаемости [хд. При малых значениях индукции магнитная проницаемость [хд мала и токовая погрешность значительна; при средних значениях индукции магнитная проницаемость увеличивается, а токовая погрешность уменьшается. При очень больших значениях индукции, приближающейся к индукции насыщения, магнитная проницаемость снова уменьшается (рис. 2-4), а токовая погрешность увеличивается.

Из формулы (2-16) видно также, что увеличение магнитной индукции за счет уменьшения площади поперечного сечения магнитопровода не приведет к уменьшению токовой погрешности, так как при уменьшении Sm пропорционально увеличивается и магнитное сопротивление магнитопровода i?m-

Аналогичную зависимость угловой погрешности от магнитной проницаемости нетрудно получить из формулы (2-10), подставив в нее значения Fq из формулы (2-156).

Компенсацию погрешностей можно осуществить следующими способами: 1) спрямлением кривой намагничивания; 2) подма-гничиванием магнитопровода; 3) созданием нулевого потока; 4) перераспределением потоков рассеяния.

Компенсация погрешностей спрямлением кривой намагничивания. Если тем или иным способом спрямить кривую намагничивания магнитопровода, то произойдет и спрямление кривых токовой и угловой погрешности. Имеется много способов компенсации, позволяющих таким образом уменьшить токовую и угловую погрешности ТТ [10, 14]. Рассмотрим один из этих способов.

В штампованных пластинах прямоугольного или кольцевого магнитопровода предусматривают одно-два отверстия 2 для наложения компенсирующих витков (рис. 2-5). Отверстие 2 разделяет поперечное сечение магнитопровода на два параллельных участка I и II. Вторичная обмотка состоит из основной части, охватывающей все сечение магнитопровода, и нескольких компенсирующих витков пропущенных в отверстия 2. Компенсирующие витки / охватывают только часть сечения магнитопровода, а именно на участках . Направление намотки компенсирующих витков такое же, как и основной части вторичной обмотки. Поэтому и направление тока в этих витках и в остальной части вторичной обмотки одинаково. Магнитный поток Фщ, создаваемый током, проходящим по компенсирующим виткам, будет замыкаться не только вокруг каждого отверстия 2, но частично пройдет и по всему магнитопроводу. На участках / магнитный поток Фщ будет иметь то же направление, что и намагничивающий поток Фо и, следовательно, будет увеличивать магнитную индукцию как на этих участках, так и на прилегающих к ним участках внутренней боковой поверхности магнитопровода. Результирующий магнитный поток на участках / будет Ф1 = Фо + Фщ. На участках магнитный поток Фщ будет направлен против потока Фо и будет уменьшать индукцию на участках II и прилегающих к нему

И2 -2 0

Рис. 2-5. Схема компенсации погрешности ТТ спрямлением кривой намагничивания

участках наружной боковой поверхности магнитопровода. Результирующий магнитный поток на участке будет Фц = = Фо - Фщ. Таким образом, в рассматриваемом случае магнитные индукции и магнитные проницаемости справа и слева от отверстия различны.

При незначительных первичных токах (например, при токе 10-20 % номинального) большая доля потока Фо проходит по части магнитопровода, не охваченной компенсирующими витками, т. е. по участкам /. Вследствие подмагничивающего действия витков / индукция в этой части магнитопровода значительно увеличится, как и магнитная проницаемость (зона b на рис. 2-4). На участках магнитопровода индукция мала вследствие размагничивающего действия витков /. Здесь магнитопровод на- ходится в .зоне малой магнитной проницаемости (зона а на рис. 2-4). В этом случае витки / почти не сцепляются с потоком Фо и незначительно увеличивают э. д. с. вторичной обмотки. Витки / являются дополнительным индуктивным сопротивлением вторичной обмотки. То, что поток Фо почти не сцепляется с витками уменьшает коэффициент трансформации ТТ. Действительно, общее число витков вторичной обмотки равно twg + 2wn, где tWj, - число компенсирующих витков расположенных в каждом из двух отверстий 2. Так как витки 1 при малых первичных токах почти не сцепляются с потоком Фц, то рабочее число витков вторичной обмотки можно считать равным TOj. В этом режиме ТТ работает как бы с витковой коррекцией при отмотке 2w витков, что умень-шает токовую погрешность.

При увеличении первичного тока начинается перераспределение магнитного потока Фо между участками / и . На участках / магнитная индукция приближается к индукции насыщения вследствие подмагничивающего действия потока Фщ. Магнитная проницаемость на этих участках уменьшается (зона с на рис. 2-4). На участках (рис. 2-5) магнитная индукция поддерживается достаточно большой, но еще не достигающей индукции насыще-