СабақТЫҢ Әзірлемесі пән: «Электрлік өлшемдер»
бөлім Токтың қуатын және энергиясын өлшеу құралдары
жүктеу/скачать 0,52 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 3 бөлім.Үш фазалы тізбектің қуаты
2 бөлім Токтың қуатын және энергиясын өлшеу құралдары (Оқушының баяндамасы ) Оқытушының түсіндіруі: Тұрақты және бірфазалы айнымалы токтың қуаты 10  ден 10  Вт дейінгі диапазонда өлшенеді, сонымен бірге төменгі шегі радиотехникалық құрылғылардың жоғарғы жиілікті айнымалы токтың қуатына қарайды. Тұрақты және айнымалы токтың қуатын өлшеудің талап етілетін дәлдігі әртүрлі жиілік диапазон үшін әртүрлі. Тұрақты және өнеркәсіптік жиілігі бар айнымалы бірфазалы және үшфазалы ток үшін қателік мына шектерде болу керек ± (0,01—0,1) %; аса жоғары жиіліктер кезінде қателік одан жоғары болуы мүмкін ±(1—5 %).
Тұрақты және айнымалы бірфазалы ток тізбектерінде қуатты өлшеу үшін электродинамикалық және ферродинамикалық ваттметрлер пайдаланылады. Өнеркәсіп және көтеріңкі жиіліктегі (5000 Гц дейін) тұрақты және айнымалы токтың қуатын дәл өлшеу үшін тасымал аспаптар түрінде электродинамикалық ваттметрлер шығарылады, олардың дәлдік кластары 0,1—0,5. Өндіріс жағдайларында өнеркәсіп және өте жоғары белгіленген жиіліктері бар (400, 500 Гц) айнымалы ток тізбектерінде қуатты өлшеу үшін қалқанша ферродинамикалық ваттметрлер пайдаланылады, олардың дәлдік кластары 1,5—2,5. Жоғарғы жиіліктерде қуатты өлшеу үшін термоэлектрлік және электрондық ваттметрлер пайдаланылады. Үлкен токтар мен кернеулер кезінде қуатты өлшеу үшін әдетте ваттметрлер ток пен кернеуді өлшеу трансформаторлар арқылы қосылады. Тұрақты және айнымалы бірфазалы токтың қуатын өлшегенде жанама әдістерді пайдалануы да кездеседі. Тұрақты токтың қуатын екі аспап көмегімен анықтауға болады: амперметр және вольтметр, ал бірфазалы айнымалы токтың қуатын – үш аспап көмегімен: амперметр, вольтметр және фазометр(немесе қуат коэффициент өлшеуіш). Аспаптарды қосылудың әртүрлі сұлбалар үшін қуатты өлшеудің әдістемелік қателіктері әртүрлі болады. Қуатты жанама өлшеу кезінде екі немесе үш аспап бойынша есептеу жасау керек. Бұдан басқа, мұнда аспаптардың инструменталды қателіктердің қосылу себебінен өлшеу дәлдігі төмендейді. Мысалы, айнымалы бірфазалы токтың қуатын тура өлшеуі ±0,1 %) ең кіші қателікпен жүргізілуі мүмкін, ал қуатты жанама өлшеу кезінде тек қана қуат коэффициентін өлшеу ±0,5 % ең кіші қателікпен жасау мүмкін, солай болған соң, жалпы қателік ±0,5 % аспайды. Айнымалы токтың қаутын өлшеу үшін кейде электрондық осциллограф пайдаланылады, мысалы, ферромагниттік материалдарда гистерезиске қуат шығынын анықтағанда. Мұнда гистерезис ілмегінің аудуны қуат шығынына пропорционалды болып шығады. Физикалық объекттердің, процестердің және құбылыстардың көбісінің негізгі мінезделері болып құат пен энергия табылады. Сондықтан құат пен энергияны анықтау – ол өлшеудің өте көп таралған түрі. Энергия және сондай ақ қуаттың түрлері өте көп: электрлік, жылулық, механикалық, сәулелену қуаты және т.б. Ең көп таралғандары бұл электрлік қуат пен энергияны өлшеу. Қуат пен энергияның басқа түрлерін де өлшеуі электрлік әдістерімен жасалынады. Кәзіргі заман тәжірибеде электрлік қуатты өлшеу кең шектерде талап етіледі: 10  20 Вт-тан көптеген миллиард Вт- тарға дейін. Басқа энергетикалық электрлік шамалар сияқты, қуат пен энергияны кең жиілік диапазонда өлшейді: 0-ден (тұрақты ток) 109 Гц-ке дейін және одан да үлкен. Тұрақты ток электр тізбегінде қуатты осы өрнектердің біреуімен көрсетуге болады.
Әртүрлі электротехникалық құрылғыларды есептегенде және олардың тиімділігін бағалағанда реактив қуат ұғымы қолданылады, ол синусоидалды процесс үшін мына өрнекпен анықталады 
Көпфазалы тізбек үшін актив және реактив қуаттар өрнектері мынадай түрде болады: 
мұнда Uф және Iф — фазалық кернеу және токтардың әрекеттік мәндері;  — сәйкес фазалық кернеулер және токтар арасындағы фазалық ығысу бұрышы;
п — фазалар саны. Электрэнергияны тек қана ірі тұтынушыларда реактив қуатын өлшеудің мағынасы бар, олар әр уақытта үшфазалы айнымалы токпен қамтамасыз етіледі. Уақыт бойынша қуаттың интегралы болатын, электр энергияның өрнегі жоғарыда келтірілген қуаттың өрнектерін интегралдау жолымен табылады. Сондықтан электр энергияны санауыш өзі, әдетте, қуатты өлшеу түрлендіргіші және интегратор болып табылады, сол ретінде механикалық немесе электрлік санауыштар қолданылады. Қолданылатын өлшеу түрлендіргіштер түріне тәуелді қуатты (энергияны) өлшеу әдістері мыналарға бөлінеді: электрмеханикалық, электрлік, электржылулық (калориметрлік) және салыстыру әдісі. Электр энергияны өлшеу диапазоны номиналды (максималды) токтар мен кернеулердің өзгеру диапазонымен анықталады. Әртүрлі электртехникалық құрылгылармен тұтынылатын энергия үшін токты өлшеу диапазонның төменгі шегі 10  А тең, ал кернеудің – 10  В. Бірақ ондай кіші энергияларды тікелей өлшеу үшін өлшеу құралдары болмайды, сондықтан энергияның кіші мәндері жанама әдістермен анықталады (мысалы, қуатпен уақыт анықталады). Токты өлшеу диапазонның жоғарғы шегі 10  А, ал кернеудің — 10  В. Энергияны өлшеудің рұқсат етілетін қателігі мына шектерден шықпау керек ±(0,1— 2,5) %.
Реактив энергиясын өлшеу тек қана өнеркәсіп үшфазалы тізбектер үшін керек. Сондықтан, бұл жағдайда, токты өлшеу диапазонның төменгі шегі 1 А деңгейінде болады, ал кернеудің – 100 В. Энергияны тікелей өлшеген кезде токты өлшеу диапазонның жоғарғы шегі 50 А тең және кернеудің – 380 В. Реактив энергияны өлшеудің рұқсат етілетін қателігі мына деңгейде болу керек ±(1— 2,5) %. Электр мөлшерін өлшеу кең шектерде жасау керек: токтың қыскаша мерзімді импульстердің энергия мөлшерін өлшеуден (милликулон бірліктерінен) ұзақ мерзімде ағатын энергия мөлшерін өлшеуге дейін ( 10 3 бөлім.Үш фазалы тізбектің қуаты Үш фазалық тізбектің әр фазасындағы қуат бір фазалық токтың тізбегіндей анықталады. Симметриялы жүктемеде фазалық кернеулер, токтар мен олардың арасындағы фазалардың ығысу бұрыштары бірдей, өйткені тізбектің қуатын анықтау үшін жалпы өрнектерді жазу керек -актив қуат P=3UФ IФcos -реактив қуат Q=3UФ IФsin -толық қуат S=3UФ IФ Жұлдызшамен қосылғанда 
Үшбұрыштап қосқанда 
Қуаттарды кернеулер мен токтардың сызықтық шамалары арқылы анықтаймыз. Симметриялы емес жүктемеде әр фазаның қуатын анықтап содан кейін қосу керек. 
  жүктеу/скачать 0,52 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|
Кл дейін). Энергия мөлшерін өлшеудің рұқсат етілетін қателігі мына шектерден шықпау керек ±(0,1— 5) %.