5.8 Контрольні запитання

5.7.1 Які є способи вимірювання потужності в трьохфазних колах змінного синусоїдального струму?

5.7.2 Приведіть схему ввімкнення ватметра в однофазне коло.

5.7.3 Яка будова двохелементного ватметра і в яких випадках він застосовується?

5.7.4 Що називається багатофазним електричним колом та з яких елементів воно складається?

5.7.5 Приведіть схему чотирипровідного трифазного кола.

5.7.6 Які напруги називаються фазними?

5.7.7 Які існують залежності між фазними і лінійними напругами та струмами при з’єднанні навантаження зіркою та трикутником?

5.7.8 Що таке пряма та зворотна послідовність фаз?

5.7.9 В яких одиницях вимірюється реактивна потужність?

Лабораторна робота №6

6.1 Назва роботи: Вивчення будови та роботи установки для обліку витрати електричної енергії в трьохфазних колах.

6.2 Мета роботи: Вимірювання електричної енергії з допомогою трифозного лічильника.

6.3 Тривалість роботи: 2 аудиторні роботи.

6.4 Завдання роботи

Перед виконанням роботи необхідно ознайомитись з методичними вказівками до лабораторних робіт, порядком її виконання, рекомендованою літературою та приготувати бланки таблиць.

6.5 Теоретичні відомості

Для обліку енергії в трифазних системах служать лічильники трифазного струму, в яких два або три рухомих елементи індукційних лічильників діють на загальну вісь лічильника і через неї на лічильний механізм. Схеми цих лічильників відповідають схемам способу двох ватметрів, або деяким спеціальним способам вимірювань.

За своєю конструкцією індукційний лічильник подібний до асинхронного двигуна, тільки магнітне поле лічильника не обертається, а рухається прямолінійно. Це «біжуче» магнітне поле.

Оскільки лічильник повинен обліковувати енергію, що забирається споживачем із кола, то число обертів лічильника за який небуть проміжок часу повинно бути пропорційним цій енергії, тобто покази, які ми маємо на лічильнику, є числом зробленим диском лічильника обертів, або величиною пропорційній цьому числу.

Оскільки обертовий момент двигуна повинен бути пропорційний потужності споживача, то обертове поле лічильника створюється двама магнітними потоками, із яких один пропорційний напрузі споживача, а другий –його струму. Для цього обна з обмоток приєднується безпосередньо до мережі, а по іншій пропускається струм споживача. Роль ротора виконує алюмінієвий диск. Змінний магнітний потік індукує в ньому вихрові струми, які взаємодіючи з магнітним полем, примушують диск обертатися.

Суттєвою деталлю лічильника є постійний магніт, в полі якого обертається диск. Оскільки диск обертається відносно поля постійного магніта, то в ньому буде індукуватися струм, величина якого буде тим бульша, чим швидкість диска. Цей струм завжди направлений таким чином, що намагається загальмувати диск. В результаті встановлюється рівновага між обертовим моментом (він пропорційний потужності споживача) і гальмівним моментом (він пропорційний швидкості диска). Відповідно, отримується пряма пропорційність між потужністю, що забирається споживачем, і швидкістю диска.

Енергія рівна добутку потужності на час, точно так само число обертів, здійснених диском, рівне добутку кутової швидкості на час. Отже, число обертів, здійснених лічильником, прямо пропорційне енергії, що одержує споживач.

Тому в лічильниках енергії обертовий диск зв’язаний з лічильним механізмом. Цифри цього лічильного механізму ми бачимо у віконці лічильника.

В електричному лічильнику має місце тертя: в опорах осі диска, в зубчастих колесищах і деталях лічильного механізму. Все це визиває підвищену похибку при обліку електричної енергії. Для зменшення цієї похибки створюється компенсатор тертя, а рушійний момент лічильника трохи збільшується за рахунок однієї тільки обмотки напруги. З часом момент тертя може сильно змінитися. Якщо він стане менший додаткового рушійного моменту, то диск лічильника може обертатися навіть при розімкненому колі струму. Для усунення самоходу лічильника на осі закріпляють гальмівний гачок – кусок дротини, який протягується до осердя обмотки напруги і зупиняє диск. Цей пристрій не змінює середню швидкість, оскільки на протязі першої половини обороту диска гачок віддаляється від осердя і протидіє обертанню диска, але в другій половині притягується до нього і прискорює диск. Диск обертається нерівномірно. Це можна помітити через віконце лічильника при малому навантаженні.

Основними технічними характеристиками лічильників є: номінальний Іном. і максимальний Імах. і номінальна напруга Uном. та частота fном., а також передавальне число (А), яке відображає число обертів диска (або число імпульсів), що припадають на одиницю вимірюваної енергії. Для трифазного лічильника активної енергії типу САЧУ-И672М, який використовується в нашій лабораторній роботі А=450об.

Лічильники вимірюють енергію в кіловат-годинах, а 1кВт год=3,6*10Дж. Реєстрація вимірювальної лічильником енергії проводиться лічильним механізмом. Енергія, облічена лічильником за один оберт диска, називається «номінальною постійною лічильника» - (Сном.).

Рис. 2. Принципова електрична схема лабораторної установки для вимірювання витрати електричної енергії за допомогою трифазного лічильника.

Сном.=3600 • 10/А, Вт•с/об.

В нашому випадку Сном.=8•10 Вт•с/об.