2. Измерение активной мощности методом двух ваттметров. Ваттметра схема

Карпов В. А. Электрические измерительные приборы, 1927 год. 15. Принцип действия ваттметра.

В. А. Карпов. Электрические измерительные приборы, 1927 год

ГЛАВА IV. Ваттметры.

15. Принцип действия ваттметра.

Приборы, служащие для непосредственного измерения электрической мощности, называются ваттметрами и строятся по типу электродинамических и индукционных приборов. Рис. 32, данный применительно к электродинамическим амперметрам и вольтметрам, в равной мере может быть отнесен и к ваттметрам, построенным по принципу электродинамометров, при чем под обмоткой А попрежнему нужно разуметь толстую (амперовую) обмотку, включаемую, как амперметр, и под обмоткой В — тонкую (вольтовую) обмотку, включаемую параллельно с той частью цепи, расход мощности в которой нужно определить. На рис. 61 показаны три основных элемента токопроводящей части ваттметра, измеряющего мощность, передаваемую в направлении, указанном стрелками, то есть от В к С, а именно: амперовая обмотка А, вольтовая обмотка V и, включенное последовательно с ней, добавочное сопротивление R. Необходимость включения последнего была отмечена при описании вольтметров. Следует обратить внимание на включение обеих обмотков, показанное на схеме. Обе они одним концом присоединяются непосредственно к одному из проводов, с той его стороны, откуда передается энергия; другой конец вольтовой обмотки присоединяется к противоположному проводу (2) через добавочное сопротивление. Благодаря такому включению, между обмотками А и V, находящимися в непосредственной близости одна от другой, нет большой разности потенциалов, вследствие чего случаи пробивания изоляции и короткого замыкания исключаются.

Электродинамические ваттметры, являющиеся наиболее распространенными, одинаково пригодны как для постоянного, так и для переменного тока. Индукционные ваттметры применимы лишь для измерений в цепях переменного тока. Прибор, действие которого основано на использовании токов Фуко, подобно амперметру и вольтметру, представленному на рис. 37, будет иметь алюминиевый диск, вращающийся в прорезе электромагнитов, которых в ваттметре будет уже не один, а обыкновенно — три. Обмотка одного из них (среднего) включается, как амперметр, обмотки остальных двух электромагнитов соединяются последовательно и включаются в сеть, как вольтметр. Следовательно и для этого прибора является показательной схема (рис. 61). К ваттметрам, построенным по принципу Феррариса, можно отнести полностью описание, данное в § 10 для рис. 38 и 39, на которых толстая (амперовая) обмотка обозначена буквой F и тонкая (вольтовая) — буквой Е.

sergeyhry.narod.ru

Схема включения ваттметра

Для непосредственного измерения мощности цепи постоянного тока применяется ваттметр. Неподвижная последовательная катушка или катушка тока ваттметра соединяется последовательно с приемниками электрической энергии. Подвижная параллельная катушка или катушка напряжения, соединенная последовательно с добавочным сопротивлением, образует параллельную цепь ваттметра, которая присоединяется параллельно приемникам энергии. Так как в результате применения добавочного сопротивления параллельная цепь ваттметра имеет …

Для непосредственного измерения мощности цепи постоянного тока применяется ваттметр. Неподвижная последовательная катушка или катушка тока ваттметра соединяется последовательно с приемниками электрической энергии. Подвижная параллельная катушка или катушка напряжения, соединенная последовательно с добавочным сопротивлением, образует параллельную цепь ваттметра, которая присоединяется параллельно приемникам энергии.

Угол поворота подвижной части ваттметра:

= k2IIu = k2U/Ru

где I — ток последовательной катушки; Iи — ток параллельной катушки ваттметра.

Рис. 1. Схема устройства и соединений ваттметра

Так как в результате применения добавочного сопротивления параллельная цепь ваттметра имеет практически постоянное сопротивление ru, то = (k2/Ru)IU = k2IU = k3P

Таким образом, по углу поворота подвижной части ваттметра можно судить о мощности цепи.

Шкала ваттметраравномерна. При работе с ваттметром необходимо иметь в виду, что изменение направления тока в одной из катушек вызывает изменение направления вращающего момента и направления поворота подвижной катушки, а так как обычно шкала ваттметра делаетсяодносторонней, т. е. деления шкалы расположены от нуля вправо, то при неправильном направлении тока в одной из катушек определение измеряемой величины по ваттметру будет невозможно.

По указанным причинам следует всегда различать зажимы ваттметра. Зажим последовательной обмотки, соединяемый с источником питания, называется генераторным и отмечается на приборах и схемах звездочкой. Зажим параллельной цепи, присоединяемый к проводу, соединенному с последовательной катушкой, также называется генераторным и отмечается звездочкой.

Таким образом, при правильной схеме включения ваттметра токи в катушках ваттметра направлены от генераторных зажимов к негенераторным. Могут иметь место две схемы включения ваттметра (см. рис. 2 и рис. 3).

Рис. 2. Правильная схема включения ваттметра

Рис. 3. Правильная схема включения ваттметра

В схеме, данной на рис. 2, ток последовательной обмотки ваттметра равен току приемников энергии, мощность которых измеряется, а параллельная цепь ваттметра находится под напряжением U‘ большим, чем напряжение приемников, на величину падения напряжения в последовательной катушке. Следовательно, Рв = IU’ = I(U+U1) = IU = IU1, т. е. мощность, измеряемая ваттметром, равна мощности приемников энергии, подлежащей измерению, и мощности последовательной обмотки ваттметра.

В схеме, данной на рис. 3, напряжение на параллельной цепи ваттметра равно напряжению на приемниках, а ток в последовательной обмотке больше тока, потребляемого приемником, на величину тока параллельной цепи ваттметра. Следовательно, Pв = U(I+Iu) = UI+ UIu, т. е. мощность, измеряемая ваттметром, равна мощности приемников энергии, подлежащей измерению, и мощности параллельной цепи ваттметра.

При измерениях, в которых мощностью обмоток ваттметра можно пренебречь, предпочтительнее пользоваться схемой, показанной на рис. 2, так как обычно мощность последовательной обмотки меньше, чем параллельной, а следовательно, показания ваттметра будут более точными.

При точных измерениях необходимо вводить поправки в показания ваттметра, обусловленные мощностью его обмотки, и в таких случаях можно рекомендовать схему на рис.3, так как поправка легко вычисляется по формуле U2/Ru, где Ru обычно известно, а поправка остается неизменной при различных значениях тока, если U постоянно.

10.12.2016 Без рубрики

talkipad.ru

2. Измерение активной мощности методом двух ваттметров

Этот метод применяется для измерения мощности в трёхфазных трёхпроводных цепях (звезда без нейтрали и тр-к)при любой нагрузке и может быть использован в четырёхпроводной системе при симметричной нагрузке, когда ток в нейтрали отсутствует I n=0

Рассмотрим вывод формулы при соединении нагрузки в звезду.

В общем случае для мощности трёхфазной цепи можно записать:

.

Это уравнение можно переписать в виде суммы скалярных произведений:

Поскольку в соединении звезда линейный ток равен фазному: I Л = I Ф , то можно записать: .

В случае трёхпроводной системы: , откуда можно получить выражение для линейного тока, например, в фазе «B»: .

Тогда выражение для мощности трёхфазной цепи можно записать в следующем виде:

здесь и - линейные напряжения.

В этом случае для мощности трёхфазной цепи можно записать:

Здесь угол - угол сдвига фаз между линейными током и напряжением , угол - угол сдвига фаз между и .

В соответствии с полученным уравнением в трёхфазную трёхпроводную цепь можно включить два однофазных ваттметра так, чтобы один был включен на линейные ток и напряжение , а второй – на линейные ток и линейное напряжение .

3. Измерение активной мощности методом трёх ваттметров

Метод трёх ваттметров применяется для измерения мощности трёхфазной цепи при несимметричной нагрузке в четырёхпроводной системе (иногда применяется и в трёхпроводной). Каждый из ваттметров включается в одну из фаз и измеряет мощность этой фазы, а сумма показаний всех трёх ваттметров равна активной мощности трёхфазной цепи: .

4. Измерение активной мощности с помощью трёхфазного ваттметра

В четырёхпроводной цепи для измерения активной мощности при несимметричной нагрузке используется трёхэлементный трёхфазный ваттметр, включённый по схеме трёх ваттметров. Измерительный механизм трёхэлементного ваттметра состоит из трёх неподвижных и трёх подвижных катушек, укреплённых на одной оси с указательной стрелкой. В этом случае отсчёт показаний производится по одной шкале, что значительно облегчает работу с трёхфазным ваттметром.

В трёхпроводной цепи для измерения активной мощности обычно используется двухэлементный трёхфазный ваттметр, включённый по схеме двух ваттметров. Измерительный механизм двухэлементного ваттметра состоит из двух неподвижных и двух подвижных катушек, укреплённых на одной оси с указательной стрелкой, поэтому отсчёт показаний производится по одной шкале. Измерение мощности с помощью двухэлементного ваттметра (как и методом двух ваттметров) может производиться при любой нагрузке в трёхпроводной системе, а также в четырёхпроводной системе (звезда с нейтралью) при симметричной нагрузке.

Измерение реактивной мощности трёхфазной цепи

1. Измерение реактивной мощности методом одного ваттметра

Для измерении реактивной мощности трёхфазной цепи при симметричной нагрузке можно использовать обычный однофазный «косинусный» ваттметр, включенный по так называемой «синусной схеме» : токовая обмотка ваттметра включается в одну из линий (например, фаза А), а обмотка напряжения – на две другие линии (фазы В и С).

Как видно из схемы, показание ваттметра равно: .

Из векторной диаграммы для симметричной нагрузки следует:

, откуда .

Тогда показание ваттметра:

.

Отсюда следует, что реактивная мощность трёхфазной цепи равна показанию ваттметра, умноженному на :.

studfiles.net

• 
  Основная единица измерения си
• 
  Контроллер для ленты ргб
• 
  Материал диэлектрический
• 
  Обозначение производительность
• 
  Устройства автоматизации
• 
  Как сделать сварочный аппарат своими руками
• 
  Что называется изображением протяженного источника света
• 
  Взрыв в чернобыле атомного реактора
• 
  Маркировка твердотельные конденсаторы
• 
  Предохранитель пк 10 расшифровка
• 
  Фланцевый электродвигатель