Исследование метрологических характеристик однофазного индукционного счетчика активной энергии
Автор: Zalkarbek • Январь 29, 2023 • Лабораторная работа • 12,614 Слов (51 Страниц) • 242 Просмотры
Лабораторная работа № 1.
Исследование метрологических характеристик однофазного индукционного счетчика активной энергии
Цель работы: ознакомление с устройством индукционного счетчика однофазного тока и определение его метрологических характеристик.
Основные теоретические сведения.
Электрическая энергия определяется выражением:
t1
W= ∫ Pdt ;
t 2
где Р - мощность, потребляемая нагрузкой.
В цепях переменного тока широкое распространение получили электрические счетчики индукционной системы благодаря их простой конструкции и надежности в работе. Устройство однофазного индукционного счетчика и его векторная диаграмма показаны на рис. 1 и 2.
Вращающий момент индукционного измерительного механизма
Мвр=cf*ФU*ФI*sinφ; где φ - угол между потоками ФU и ФI .
Если считать, что счетчик работает на прямолинейной части кривой намагничивания, то
U
ФI = KI*I; ФU = KU * IU = KU ;[pic 1]
Z
где Z - полное сопротивление параллельной цепи.
Так как Z ≈X ≈ 2πfL;
U
то ФU = KU[pic 2]
f
и, следовательно
Мвр = К*U*I*sinφ; (1)
где К = СКU * KI
Для того, чтобы вращающий момент был пропорционален мощности, нужно, чтобы в (1) sinφ = cosφ.
Как следует из векторной диаграммы (рис.1)
ψ = β −α I − ϕ
Если выполнить условие
β = 90 + αI , тогда sinφ = соsφ.
Необходимые фазовые соотношения получают с помощью нерабочего потока Фn.
Вращающий момент
Мвр = КUIcosφ = кP (2)
Для создания тормозного момента в счетчике установлен постоянный магнит. Индуктированные в диске токи
dα
Iм=К1Фм ;[pic 3]
dt
где
dα - угловая скорость диска. От взаимодействия токов Iм с потоком Фм
dt[pic 4]
создается тормозной момент, равный:
2 dα dα
Мт=К2 Фм*In=K3Фм[pic 5]
= KU
dt dt[pic 6]
(3)
Если пренебречь трением, то для установившейся скорости вращения
диска
dα
UВР=MT или Кр=Кu[pic 7]
dt
; Рdt=
Ku dα K
t2[pic 8]
(4)
t2
Интегрируя в пределах (4)
Δt = t2 − t,
К ∫ Pdt = KU ∫ dα КW=KU2πN или
W= 2ПKu N = CN ;[pic 9]
K
где N - число оборотов, за время t2, t1; С - постоянная счетчика;
t1 t1
U - напряжение, приложенное к параллельной цепи;
I - ток нагрузки, отстающий от напряжения на угол φ.
∙ ∙ ∙ ∙ ∙
U =E − Eα + Iru + IXu
I X[pic 10][pic 11][pic 12][pic 13][pic 14][pic 15][pic 16][pic 17][pic 18][pic 19][pic 20][pic 21]
...