Πώς να μετρήσετε την ενεργή ισχύ σε μονοφασικό κύκλωμα AC

Αξία ενεργού ισχύος σε μονοφασικό κύκλωμα εναλλασσόμενου ρεύματος καθορίζεται από τον τύπο P = UI cos phi, όπου U είναι η τάση του δέκτη, V, I — ρεύμα δέκτη, A, phi — μετατόπιση φάσης μεταξύ τάσης και ρεύματος.

Από τον τύπο, μπορεί να φανεί ότι η ισχύς σε ένα κύκλωμα εναλλασσόμενου ρεύματος μπορεί να προσδιοριστεί έμμεσα εάν συμπεριλάβετε τρεις συσκευές: ένα αμπερόμετρο, ένα βολτόμετρο και μετρητής φάσηςΣε αυτήν την περίπτωση, ωστόσο, δεν μπορεί να βασιστεί κανείς σε μεγαλύτερη ακρίβεια μέτρησης, καθώς το σφάλμα μέτρησης ισχύος θα εξαρτηθεί όχι μόνο από το άθροισμα των σφαλμάτων των τριών συσκευών, αλλά και από το σφάλμα της μεθόδου μέτρησης που προκαλείται από τον τρόπο, στο οποίο περιλαμβάνονται αμπερόμετρο και βολτόμετρο. Επομένως, αυτή η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο όταν δεν απαιτείται υψηλή ακρίβεια μέτρησης.

Εάν η ενεργή ισχύς πρέπει να μετρηθεί με ακρίβεια, τότε είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε ηλεκτροδυναμικά βατόμετρα συστήματος ή ηλεκτρονικά βατόμετρα. Τα σιδηροδυναμικά βατόμετρα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για πρόχειρες μετρήσεις.

Εάν η τάση κυκλώματος είναι μικρότερη από το όριο μέτρησης τάσης του βατόμετρου, το ρεύμα φορτίου είναι μικρότερο από το επιτρεπόμενο ρεύμα της συσκευής μέτρησης, τότε το κύκλωμα για τη σύνδεση του βατόμετρου στο κύκλωμα AC είναι παρόμοιο διάγραμμα για τη σύνδεση ενός βατόμετρου σε ένα κύκλωμα DC… Αυτό σημαίνει ότι το πηνίο ρεύματος συνδέεται σε σειρά με το φορτίο και το πηνίο τάσης συνδέεται παράλληλα με το φορτίο.

Κατά τη σύνδεση ηλεκτροδυναμικών βατόμετρων, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι είναι πολικά όχι μόνο στο κύκλωμα DC, αλλά και στο κύκλωμα AC. Για να εξασφαλιστεί η σωστή (σε κλίμακα) απόκλιση της βελόνας του οργάνου από το μηδέν, η έναρξη των περιελίξεων στον πίνακα οργάνων υποδεικνύεται με μια τελεία ή έναν αστερίσκο. Οι σφιγκτήρες που επισημαίνονται με αυτόν τον τρόπο ονομάζονται σφιγκτήρες γεννήτριας επειδή είναι συνδεδεμένοι σε μια πηγή ρεύματος.

Το σταθερό πηνίο του βατόμετρου μπορεί να συνδεθεί σε σειρά με το φορτίο μόνο σε ρεύματα φορτίου 10 — 20 A. Εάν το ρεύμα φορτίου είναι μεγαλύτερο, τότε το πηνίο ρεύματος του βατόμετρου συνδέεται μέσω ενός μετασχηματιστή ρεύματος μέτρησης.

Για τη μέτρηση της ισχύος σε ένα κύκλωμα εναλλασσόμενου ρεύματος με χαμηλό συντελεστή ισχύος, πρέπει να χρησιμοποιηθούν ειδικά βατόμετρα χαμηλού συνημιτονοειδούς. Η κλίμακα τους δείχνει για ποιες τιμές του cos phi προορίζονται.

Όταν cos phi <1, τότε για να αποφύγετε την υπερφόρτωση του ηλεκτροδυναμικού βατόμετρου, θα πρέπει να συμπεριλάβετε το αμπερόμετρο ελέγχου και το βολτόμετρο. Για παράδειγμα, ένα βατόμετρο με ονομαστικό ρεύμα Azu = 5 A μπορεί να δείξει πλήρη απόκλιση ρεύματος Azu = 5 A και cos phi = 1 και σε ρεύμα Azu = 6,25 A και cos phi = 1 (άρα Azu = Azun / cos phi). Στη δεύτερη περίπτωση, το βατόμετρο θα υπερφορτωθεί.

Η ένταξη ενός βατόμετρου στο κύκλωμα AC, με ρεύμα φορτίου μεγαλύτερο από το επιτρεπόμενο

Εάν το ρεύμα φορτίου είναι μεγαλύτερο από το επιτρεπόμενο ρεύμα του βατόμετρου, τότε το πηνίο ρεύματος του βατόμετρου ενεργοποιείται μέσω ενός μετασχηματιστή ρεύματος μέτρησης (Εικ. 1, α).

Ρύζι. 1. Σχέδια σύνδεσης βατόμετρου σε κύκλωμα εναλλασσόμενου ρεύματος υψηλού ρεύματος (α) και σε δίκτυο υψηλής τάσης (β).

Κατά την επιλογή ενός μετασχηματιστή ρεύματος, πρέπει να διασφαλιστεί ότι το ονομαστικό πρωτεύον ρεύμα του μετασχηματιστή είναι Az1 και είναι ίσο ή μεγαλύτερο από το μετρούμενο ρεύμα στο δίκτυο.

Για παράδειγμα, εάν η τιμή του ρεύματος στο φορτίο φτάσει τα 20 A, τότε μπορείτε να πάρετε έναν μετασχηματιστή ρεύματος σχεδιασμένο για πρωτεύον ονομαστικό ρεύμα 20 A με συντελεστή μετασχηματισμού ονομαστικού ρεύματος Kh1 = Az1i/ Az2i = 20/5 = 4.

Εάν σε αυτή την περίπτωση η τάση στο κύκλωμα μέτρησης είναι μικρότερη από το επιτρεπόμενο βατόμετρο, τότε το πηνίο τάσης συνδέεται απευθείας με την τάση φορτίου. Η έναρξη του πηνίου τάσης μεταπηδά / στην αρχή του πηνίου ρεύματος. Είναι επίσης απαραίτητο να εγκαταστήσετε το βραχυκυκλωτήρα 2 (η αρχή του πηνίου είναι συνδεδεμένη στο δίκτυο). Το άκρο του πηνίου τάσης συνδέεται σε άλλο τερματικό του δικτύου.

Για να προσδιοριστεί η πραγματική ισχύς στο κύκλωμα μέτρησης, οι ενδείξεις του βατόμετρου πρέπει να πολλαπλασιαστούν με τον ονομαστικό λόγο μετασχηματισμού του μετασχηματιστή ρεύματος: P = Pw NS Kn1 = Pw NS 4

Εάν το ρεύμα στο δίκτυο μπορεί να ξεπεράσει τα 20 A, τότε πρέπει να επιλεγεί ένας μετασχηματιστής ρεύματος με πρωτεύον ονομαστικό ρεύμα 50 A, ενώ Kn1 = 50/5 = 10.

Σε αυτήν την περίπτωση, για να προσδιοριστεί η τιμή ισχύος, οι ενδείξεις του βατόμετρου πρέπει να πολλαπλασιαστούν επί 10.