Energiagazdálkodási és energia mérési eszközök tervezése, wattmérő tervek, jellemzők
Wattmérő tervez
Általánosságban elmondható, hogy az elektrodinamikai wattmérők viszonylagos összetettségük és meglehetősen magas költségük miatt csak laboratóriumi hordozható eszközökként készülnek a legmagasabb pontossági osztályok szerint 0,5; 0,2; 0.1. Az elektrodinamikai hordozható wattmérőket több határértékű készülékek formájában gyártják, amelyek általában 2 áramkorláttal és több feszültséghatárral rendelkeznek.
Vegyünk kétféle több határértékű wattmérőt: a hat határtmérő Wattmeter D57 0,1-es osztályú és a D566 hatfrekvenciás Wattmérő 0,2-es osztályát.
A D57 típusú egyfázisú Wattmérőt 4 változatban állítják elő, amelyek különböző áramerősség-határértékekkel rendelkeznek: 0,5 / 1a; 2 / 4a; 2,5 / 5a; 5 / 10a. Mind a négy módosítás három feszültséghatárt tartalmaz: 75, 150 és 300 V. Ezeknek az eszközöknek a névleges frekvenciatartománya 40-60 Hz. A készülék kialakítása biztosítja a hőmérséklet és a frekvencia kompenzációját.
A készülékben használt mérőtekercsek kerekek. A keret keret nélküli, alumínium huzalral felkenve. A rögzített tekercseket rézhuzalos műanyag kereteken készítik.
A D51 wattmérő kétsoros skálával rendelkezik. Hossza 600 mm. A kétsoros skála vonatkozásában a műszer speciális fényjelzőt használ két azonos vetületi rendszer formájában, amelyek szimmetrikusan helyezkednek el a mozgó rész tengelye körül. Az optikai referenciarendszer használatának köszönhetően a mutató ugyanabban a síkban van, mint a skála, ami teljes mértékben kiküszöböli a parálax hibát. A leolvasások számlálása nagy pontossággal történik.
Az 1. ábrán. A 9. ábrán a W57 wattmérő vázlatos rajza látható, 9, b egy optikai olvasó eszköz vázlata.
A D57-es wattmérőt a pontos laboratóriumi mérések szabványos eszközeként használják.
A 10a. Ábra mutatja a megjelenést és a 10.6. Ábrát - a D566 típusú Wattmérő vázlatos rajza. A D 566 Wattmérőnek 6 módosítása van a különböző áramkorlátokhoz képest. Minden módosítás hat határt tartalmaz: két áramkorlát és három feszültséghatár. A névleges frekvenciatartomány 45-500 Hz, a kiterjesztett frekvenciatartomány 1500 Hz-ig. Az eszközkeretek alumínium huzalból készülnek, és a rögzített tekercsek réz. A W566-os wattmérőben rotációs típusú forgókapcsolók vannak. Teljes kapcsolók 2. Az egyik kapcsolja be a feszültséghatárokat és a második áramkorlátokat, és egyidejűleg megváltoztathatja az áramerősség irányát a rögzített tekercsekben.
A D57 és D566 wattmérőkön belüli áram 30 mA (kivéve a 15 mAh D566 / 16 értéket).
A wattmérőt laboratóriumi eszközként használják, és összetett és pontos elektromos eszközök tesztelésére és hangolására.
Az egyfázisú számlálók jellemzői
villamos energia árammérő
Már említettük a pultok építésének néhány jellemzőjét, amelyek működésük általános elveiből következnek. Az AC áramerőssége ismert:
ф az áram és a feszültség közötti fáziseltolódási szög.
Annak érdekében, hogy a számláló nyomatéka arányos legyen a hatalommal, meg kell figyelni a feltétel cosφ = sin | /. Ez a feltétel megfelel | / = 90 ° -f, mivel | bűn (90 ° -φ) = cosφ.
Ha ф = 0 (a terhelés áramának fázisa egybeesik a feszültség fázisában), ez a feltétel | / = 90 °; Az áram és a feszültség közötti fáziseltolódás hiányában a feszültségváltás a feszültség és a feszültség között 90 °. Ez a feltétel teljesül a feszültség és a jelenlegi elektromágnesek speciális kialakításának köszönhetően.
Az 1. ábrán. A 11. ábra mutatja az SO-5 feszültségmérő és annak vektortábla elektromágnesét. Fu0 teljes mágneses fluxus által termelt áram Iu, osztva munkaközeg Fu és FL junk, mert ez okozza Poterin csak a mag, hanem a speciálisan bevitt zárt és a lemezen. A vektordiagramból látható, hogy az ūu munkaáramlás fázisban a feszültségtől> 90 ° szöggel elmarad. Az ilyen P érték szükséges a Ph és Ph közötti 90 fokos fáziseltolódás eléréséhez.
A megadott érték elérése csak azzal a feltétellel érhető el, hogy a nem működő áramlás ФЛ sokkal nagyobb, mint az û (általában 3-5-szoros) üzemi fluxus. Ezenkívül egy speciális rövidzárlatos hurok bevezetése miatt további veszteségeket okoz a munkafeszültség áramlásának útjában. A feszültségű elektromágnes tekercsére alkalmazott U feszültséget kiegyenlíti az EU0 EMF, amelyet a Fu0 teljes áramlása indukál és az aktív feszültségcsökkenést
ahol ru a tekercs aktív ellenállása.
Az EU0 elektromotoros erő két Eu és El komponensből áll, amelyeket a működő és nem működő áramok indukálnak.
Az 1. ábrán. A 12a. És a b. Ábrán az árammérő elektromágneses CO-5 és annak vektordiagramja látható. A kanyargós elektromágnes terhelési áram halad I. A mágnesezési erő a tekercs által keltett váltakozó FI0, amely két részre van osztva alkatrészek FI- munkafolyamatot és FS junk áramlását. A FI0 teljes fluxusa emf-et hoz létre. Eo, amely a mágneses áramkörben, a lemezben és a rövidzárlatokban jelentkező veszteségek fedezésére szolgál, és 0 ° -kal eléri a 90 ° -ot. Ia folyó áram a veszteségek fedezésére, összegű gerjesztőáram IH adja a teljes áram I. hogy megállapítsuk a teljes feszültségesés a terminálok a tekercs áram szükséges a reaktív összetevője a feszültségesés Hozzátette aktív komponenst rézveszteség Ua. Bomlásakor a teljes mágneses fluxus az elektromágnes áram összetevők kell jegyezni, hogy amellett, hogy egy nem működő adatfolyam van zárva, és a lemez ezért az útjába vesztesége kevésbé aktív, mint az üzemi áram, amely kétszer keresztezi a lemezt. Ennek következtében a működési áram a teljes áramerősség mögött nagyobb, mint a nem működő áram, mint a 2. ábrán látható. 7-5. A teljes áram és a működési áram közötti δ1 szöget veszteségszögnek nevezik, és nagyon fontos a számláló működésében. Különösen, hogy állítsa be a fáziseltolódás között működő áram és a feszültség változása a veszteségi szög használják számos építkezés számlálók segítségével az ellenállás változás, ami zárva speciális tekercs kerül a jelenlegi az elektromágnes mag. Ez a beállítás a CO-5 mérőben is elérhető, és a 12. ábrán látható.
Az indukciós számláló teljes vektordiagramját úgy kapjuk meg, hogy egymás fölé helyezik a feszültség és áram elektromágnesek vektordiagramjait. A 9. ábra a számláló egyszerűsített vektordiagramját mutatja, ha φ = 0 (a fogyasztói terhelés tisztán aktív), és az aktuális vektor egybeesik a feszültségvektorral. Egy egyszerűsített vektor diagramján csak azt mutatja, az áram-feszültség vektorok I és U, a vektorok és a teljes üzemi áramlási és Fu0 Fu és a munka vektor .phi.i áram. Abban az esetben, amikor a szög az f # 63; 0 (terhelés nem tisztán aktív) vektor diagram alapelve ugyanaz marad, csak az aktuális vektor és az ezzel kapcsolatos vektorok és a teljes üzemi áram mágneses fluxusok megfelelően kapcsolja át a F szög képest a feszültség vektor.
A "/ = 90 °" állapot elérése csak azért lehetséges, mert a feszültségelektromágnes teljes áramának legnagyobb része nem keresztezi a számlálólemezt, ezért nem használja a készülék nyomatékát.
A mérők kialakításának másik jellemzője, hogy szükség van egy további kompenzációs nyomaték létrehozására, amely nem függ az áram nagyságától. Az ilyen pillanat létrehozásának legáltalánosabb módja a feszültség működő mágneses fluxusának két részre történő szétválasztása, a fázisban elmozdulva és a térben elkülönítve.
Ennek elérése érdekében különböző tervezési technikákat alkalmaznak. Tehát például a CO-5 számlálóban egy rövidzárlatos, a 3. ábrán látható fordulat. 11. ábra, aszimmetrikusan történik. Ennek eredményeképpen az alacsonyabb ellenállású, rövidzárlati fordulószakaszon áthaladó munkafolyamat azon része, amely az áramlás másik részéhez képest a fázistól elmarad, az ellenállás az útvonalon nagyobb, és a veszteségek ennek megfelelően kisebbek. Az ilyen áramlások fázisaiban bekövetkező különbség további kompenzációs momentum megjelenését eredményezi, amelynek értéke arányos a feszültség négyzetével.
A kompenzációs nyomaték létrehozásának másik gyakori módja egy olyan pólus elhelyezése, amely aszimmetrikusan helyezkedik el a feszültség elektromágnes magjának fő pólusához, amelynek pozíciója nagyrészt megváltoztatható a számláló beállítása során. A transzformátor eredetű örvényáramok, amelyeket a lemezen a Fu feszültségének működési fluxusa indukál, a további pólust magnetizálják. Mágneses fluxusokat hoz létre benne. Ennek az áramlásnak a fő működési feszültséggel való kölcsönhatása, mint egy hagyományos kétáramú indukciós mechanizmus, olyan nyomatékot eredményez, amely - az előző esethez hasonlóan - arányos a feszültség négyzetével. A CO-5 számlálóban az első módszer állandó, szabályozatlan kompenzációs pillanatot hoz létre.
A második módszer egy kiegészítő kompenzációs nyomaték létrehozására szolgál, és annak a változásnak az értéke és jele, amely a beállítási folyamat során változik.
A kompenzáló momentum nem csak a súrlódási momentumot kompenzálja. Ugyanakkor az aktuális elektromágnes magjára jellemző anyag nemlinearitása kis indukciós értékek esetén is. Ennek eredményeként a kompenzációs nyomaték mindig nagyobb, mint a súrlódási nyomaték. Ezért akkor is, ha a terhelés aktuális értéke nulla, a maglemez forog, de nagyon lassan. Ezt a jelenséget "önjárónak" nevezik. A számlálókra vonatkozó normatív dokumentumok (GOST 6570-60 és a Nemzetközi Jogi Metrológiai Szervezet ajánlása) nem engedélyezik az önhajtást méterenként.
Hogy megszüntesse kúszás antisamohodnye különböző eszközök előállításához fékezési nyomaték nem jár egyenletesen, és csak akkor, ha egy bizonyos lemezt számláló. Ezek az eszközök vagy egy acél horog, dúsított, hogy a számláló tengellyel és vonzódik a vaslemez, mágnesezett mezők szórási tápfeszültségét, vagy a formájában lyukakat a lemezt, a kereszteződésekben ezen üzemi feszültség áramlási lyuk részét az áramlás áthaladó ez a lyuk eltoljuk Egy kisebb szög, mert az útvonali vesztesége kisebb, ezért féknyomaték keletkezik. Az anti propulziós pillanat úgy van megválasztva, hogy a súrlódási momentummal együtt meghaladja a kompenzációs nyomatékot. Ezután hiányzik az önhajtás.
Azonban a követelmény, hogy a mérőeszközön nincs önálló megközelítés, meg kell adni a szükséges érzékenység küszöböt is. érzékenységi küszöb, vagy az érzékenysége a számláló a legkisebb áramerősség érték, amelynél a számláló hajtás elkezdi forgatni megállás nélkül. A érzékenységi küszöbét a számláló nem lehet több, mint 0,5% IN, hogy a számláló pontossági osztályú 2,0, és nem több, mint 1% 2,5 standard osztályú számlálók (6570-60). Nyilvánvaló, hogy a szükséges érzékenységi küszöböt kell mutatni a kompenzációs összeg nyomatékot az aktuális érzékenysége a súrlódási nyomaték meghaladja az összeg a antisamohodnym nyomatékkal. Ez az állapot a megbízhatóbb, annál kisebb az aránya a kompenzációs pillanat tulajdonítható, hogy kompenzálja a nem lineáris a mag, és így annál kisebb a pillanatban antisamohodny.
A számláló kialakításának példájaként vegye figyelembe a CO-5 számláló kialakítását. A CO-5 számláló a CO-2 mérőjének módosítása, amelyet a moszkvai expozíciós mérőkészülék gyárt. A Vilnius villamosenergia-számláló üzeme egy CO-2M számlálót állít elő, amely a CO-2 mérőműszer módosítását is tartalmazza. Szerkezetileg minden névleges számláló kis mértékben különbözik egymástól, ezért a CO-5 mérőre vonatkozó mondatok a többi számlálókra vonatkoznak. A CO-2 számlálók családja több millió darabból áll, és a leggyakoribb típusú mérő.
A számláló általános nézete a 3. ábrán látható. A CO-5 mérőmechanizmust egy acél bélyegzett rackre szerelik fel. A rackhez elektromágneseket szerelnek az áram és a feszültség, a fék mágnes, a felső és az alsó csapágyak a mozgó rész és a számláló mechanizmus. A mérőműszerrel ellátott állványt egy műanyag házba helyezzük, amely egy csőből és egy burkolatból áll. A burkolat ellenőrzőablakában van egy eszköz pajzs, amelynek nyílásaiban vannak a számláló mechanizmus dobjainak számai és a számlálólemez. A mérő útlevéladatait a pajzsra nyomtatják: a maximális szám, a GOST száma, a mérőszám, a gyártás éve stb. A kupak alsó részében, a kapocsdoboznak nevezik, a bilincseket a mérő és a kör összekapcsolására használják. A csatlakozódoboz műanyag csatlakozóval van lezárva.
A kettős áramlásmérő fékmágnese - mágneses fluxusa kétszer keresztezi a lemezt. A mágnes az UND-4 magas korrozív ötvözetéből van öntve. A mágnes csatlakozik az acélkerékhez, amely lezárja a mágneses fluxust. A mágnes pólusai közé tartozik egy speciális ötvözet lemez, amelynek negatív hőmérsékleti együtthatója a mágneses permeabilitás. Ez a lemez arra szolgál, hogy csökkentse a környezeti hőmérséklet változtatásának hatását a mérő hibájára. A fékmágnes képes mozgatni a mérőlemez sugarát. Ez megváltoztatja a vállat, amelyre a mágnes által létrehozott fékerőt alkalmazzák, ennek megfelelően megváltozik a féknyomaték. A mérőt úgy állítjuk be, hogy a tényleges mérőállandó megegyezzen a névleges állandóval meghatározott pontossággal. Ezt a beállítást a féknyomaték értékének megváltoztatásával végezzük. A számláló mozgatható részének alsó tartószerkezete acélgömb alakú, krómozott acélból készült, a lemez tengelyéhez rögzített speciális tartóba forgatva. A gömb egy agyag vagy korundon gömbölyű tolóerőkkel forog, ilyen pár kis súrlódási pillanatot és meglehetősen nagy kopásállóságot biztosít. Az ilyen típusú támaszok 5-7 millió fordulatot képesek ellenállni jelentős kopás nélkül. Ez normál körülmények között kb. 8 év múlva működik.
A felső támogatási van kialakítva, sárgaréz persely körül a meghajtó tengely, amelyen keresztül húzódik egy vékony acél tűvel, rögzített speciális tartó, fix az állványra. Mivel a számláló tengely munkapozíciója függőleges, a fő terhelés az alsó támaszon van. A felső támasz egyenlegek csak viszonylag kis oldalirányú erőket, amelyek miatt, egyrészt, az a tény, hogy hozzáadásával a ható erők a meghajtó a nyomaték és a fék mágnesek, kivéve a pillanatban is van egy erő. mert az erőfeszítések nem párhuzamosak, másrészt pedig a lemez egyensúlyhiánya. Annak a ténynek köszönhetően, hogy az oldalirányú erők nem nagy, a felső támcsapágy kopása elhanyagolható, és egy elég hosszú életet.
A számláló mozgatható része 1,2-1,5 mm vastag alumínium tárcsa alakú, kb. 90 mm átmérőjű. A lemez 2,5 mm vastagságú alumínium tengelyhez van rögzítve. Tengely kopott acél horog hogy antisamohodnym eszköz, és egy réz féreg, továbbítására forgatóegységhez mechanizmus megszámlálható. Súly mozgó része a számláló-CO 5-17 A számláló mechanizmusa 15. ábra egy integráló elem és a számláló végzi számítva a fordulatok számának a lemez. A CO-5 számláló egy dobszámlálót használ 3 vízszintes vízszintes tengellyel. A digitális 2 dobok hengerek formájában készülnek, amelyek oldalirányú felületén 10 számjegy van nyomtatva. Dobok vannak összekötve nepolnozubnym fogazás 4, tehát egy fordulatot a dob felel Jr. boldog jövő dob forgási 1/10 fordulattal. Due fogazás dobok forognak végre diszkréten, amely ponton a teljes lezárás forgalmi dob forog követi utána bal dob 1/10 forgalom, azaz a egy számjegy. Öt gép van telepítve a számláló mechanizmusba. Az első dob lehetővé teszi a tized egy kilowattóra, a számok a fennmaradó dobok megfelelnek az egész kWh. A dobok társított háromlépcsős hajtómű tengelye, az első szakaszban, amely 1 egy csigahajtás-, a másik két szakasz - a fogaskerekek 6. sebességváltó áttétele van megválasztva, hogy a mérési értékeket kWh dobok nélkül további szorzók. A CO-5 mérőműszer kialakítása tükrözi a tömeggyártás sajátosságait. A mérőben sok bélyegzett alkatrész van használva, a műanyagokat széles körben használják, különösen a polimer műanyagok fröccsöntése. Öntődobokrói előállított polimerekből 5 és fogaskerék mechanizmus megszámlálható, a feszültség az elektromágnes tekercs test, a felső csapágyház és néhány más komponenseket. A metrológiai jellemzők ellensúlyozására CO-5 utal a pontossági osztály 2,5 GOST 6570-60; érzékenysége nem kisebb, mint a névleges áram 1% -a. A maximális áram, amely garantálja a pontosságot a számláló 300%.