Chương 8: Đo công suất - Kỹ thuật đo lường

Trang 1

Kỹ thuật đo lường

Đo công suất và năng lượng

Trang 2

Khai niém chung

Cong suất trong mạch một chiêu được tính theo một trong các biểu thức sau đây:

2

trong do: l- dòng điện trong mạch

U - điện áp rơi trên phụ tải với điện trở R

P - lượng nhiệt toả ra trên phụ tải trong một đơn vị thời gian

Đào Đức Thịnh - BM Kỹ thuật đo và THƠN

Trang 3

Khai niém chung

e Công suất trong mạch xoay chiêu một pha:

Được xác định như là giá trị trung bình của công suất trong một chu kỳ T:

trong dd: — p,u,¡ là các giá trị tức thời của công suất, áp và dòng

Trong trường hợp khi dòng và áp có dạng hình sin thì công suất tác dụng được tính là :

P=U.L.cos ©

hệ số coso được gọi là hệ số công suất

Trang 4

Khai niém chung

e Céng suat toan phan: S=U x I

e Công suất phản kháng: = U.I.sino

Trang 5

Khai niém chung

Trong trường hợp chung nếu một quá trình có chu kỳ với dạng đường cong bất

kỳ thì công suât tác dụng là tông các công suât của các thành phân song hai

Trang 6

Khai niém chung

Có thể đặc trưng bởi công suát xung, được xác đỉnh như là giá trị trung bình trong thoi gian mot xung T

Trang 7

Khai niém chung

Biêu thức tính công suất tác dụng và công suât phản kháng là :

P=PA + Pp † Pc = UeAloA (050A + Ueplpp c0s0p + œclạc (0SỌc Q=Qa+Qs+Qc = Uoalog sing, + Uoplog sings + Vocloc singe

VỚI: U¿, lạ: điện áp pha và dòng pha hiệu dụng

0c: góc lệch pha giữa dòng và áp của pha tương ứng

Trang 8

Khai niém chung

Biểu thức đề đo năng lượng điện được tính như sau:

W= | Pat = | U.1.cos g.dt

VỚI: P: công suất tiêu thụ

t¡, f;: thời ø1an tiêu thụ

Trong mạch 3 pha có:

W= P.dt tỈ P,,dt +f P_dt

Đào Đức Thinh - BM Ky thuat do va THCN

Trang 9

Do P trong mach DC va AC 1pha

e Do bang phương pháp cơ điện:

Trong thực tế thường do truc ig công suât bing watmet điện động và sắt điện động Những dụng cụ đo này có thê do công suất trong mạch một chiêu và xoay chiêu một pha tân sô công nghiệp cũng như tân sô siêu âm đên 15kHz

Với watmet điện động có thẻ đạt tới câp chính xác là 0,010, với tân số dưới 200Hz và trong mạch một chiêu, ở tân số từ 200Hz + 400Hz thì sai số đo là 0,1% và

hơn nữa Với watmet sắt điện động với tần sô dưới 200Hz sai số đo là 0,1 + 0,5 %

còn với tân số từ 200Hz + 400Hz thì sai số đo là 0,2 % và hơn nữa

Trang 10

Trang 11

Do công suất trong mạch một chiêu băng watmet điện động:

Góc lệch của kim chỉ của Watmet được tính theo biêu thức sau:

Trang 12

Đo công suất trong mạch xoay chiều một pha bằng watmet điện động:

Từ biểu thức trên thấy số chỉ của watmet tỉ lệ với công suất khi y = 0 hoặc khi y = ọ

Trang 13

Chú ý khi đo công suất bằng watmet điện động:

" Đầu nói đúng các đâu cuộn dây: trên watmet bao giờ cũng có những ký hiệu ngôi sao (*) ở đầu các cuộn dây gọi 1a dau phat, khi mắc watmet phải chú ý nói

các đầu có kí hiệu dấu (*) với nhau như ở hình 10.1

"- Đọc và tính chỉ số của watmet điện động: thường watmet điện động có nhiêu thang đo theo dòng và áp (theo dòng: 5A, L0A; theo áp: 30V, 150V, 300V), những gia tri nay là dòng và áp định mức ly và Ủy

Trang 14

e Watt meter chinh lưu điện tử:

Trang 15

Điện áp rơi trên các điện trở sun Rs; = Re; tỉ lệ với dòng tải kịi Điện áp rơi trên điện trở R của mạch phân áp tỉ lệ với điện áp rơi trên phụ tải kạu

Theo mạch điện thì điện áp u¡ và u; trên các didt D, va D> sé tương ứng là :

uy = kạu + kit

Ub = kạu - kit

Khi đặc tính của các điốt như nhau và làm việc trên đoạn bình phương của đặc tính

vôn.ampe (dòng tỉ lệ với bình phương điện áp):

i =B.u, =B.(kou+ ki)

iy = B.U; = B.(kyu - ki)?

Trang 16

dòng qua cơ câu chỉ thị sẽ là:

i, =(i, -i,).—

ct

Thay 1, 12 vào biêu thức 1, cd:

i, = FS plu +k,i) —(k,u+ ki |

Trang 17

Gia su u = U,,sinot, 1= I[,,sin(@t + @) Dong di qua co cau chi thị từ điện sẽ là

dòng trung bình tỉ lệ với công suất tác dụng:

lp oy ke

i= | kuidt =— | widt = kULcosg = k.P

Các đặc điểm cơ bản của watmet chỉnh lưu điện tử dung điốt: có độ chính xác

không cao (chủ yêu là do đặc tính của các điột không giông nhau) Sai sô cỡ

+1,5+6% Độ nhạy thấp, công suất tiêu thụ lớn Dải tân tín hiệu khoảng vài chục

kHz

Trang 18

Trang 19

Thế điện động Hall lúc đó sẽ được tính:

e =kui=kP

V6i e, duge do bang milivonmet; k là hệ số tỉ lệ

Đặc điêm của wafmet với chuyên đôi HaiÏ: cho phép đo công suât xoay chiêu với tân sô dén hang tram MHz

Trang 20

Đo công suất băng phương pháp diéu chế tín hiệu: phương pháp điêu chê tín

hiệu dựa trên việc nhân các tín hiệu u, (tỉ lệ với điện áp trên tải cần đo) và u; (ti lệ với dòng điện trên tải cân đo) trên cơ sở điêu ché hai lân tín hiệu xung Các tín hiệu tương tự u, và u; được biến đôi thành tân sô, chu kì, biên độ, độ rộng của tín hiệu

xunø sau đó lây tích phân Thông dụng nhất là kết hợp giữa các loại điêu chế sau đây:

Trang 21

Impulse Duration Modulator -

Trang 23

e Watt meter sử dụng bộ nhân số:

Trang 24

p= ES Ae) LY lt) (0

Trang 25

e Đo ở mạch công suất lớn:

Trang 26

Do P trong mach AC 3 pha

- Nếu như mạch 3 pha có phụ tải hình sao đối xứng: chỉ cần đo công suất ở một pha của phụ tải sau đó nhân 3 ta nhận được công suất tông (H.10.10):

Trang 27

- Nêu mạch 3 pha có phụ tải là am giác đổi xứng: chi cần đo công suât ở một

nhánh của phụ tải sau đó nhân 3 sẽ nhận được công suât tông (H.10.11):

Trang 28

Dựa trên các công thức:

Py = Uacla + Ugcels 5 Ps = Uapla † UcgIc ; Ps = Upalp + Ucale

suy ra có thê đo công suat mach 3 pha bang 2 watmet

Trang 29

Trong trường hợp mạch 3 pha có tải hình sao có dây trung tính: nghĩa là mạch 3

pha 4 dây phụ tải không đối xứng Đề đo được công suất tông ta phải sử dụng 3

watmet, công suất tông băng tông công suất của cả 3 watmet

Trang 30

Trang 33

Do nang luong

M = k.U.I.cosø = k.P =0

Momen ham sinh ra do tu thông của nam châm vĩnh cửu ®ạ và dòng điện xoáy sinh

ra ở trong đĩa nhôm lụ : Mc = ky Oy [yy

ma lụ = k›.®w.nạ Vậy: Mc = kạ 0 No

Trang 34

Do nang luong

Sau một thời gian ¢ =f, -f, đĩa quay được N vong tuc la n, = N/t suy ra:

N=C, P.t=C,.W nghĩa là sô vòng của công tơ sau một thời gian t tí lệ với năng lượng W tiêu thụ của phụ tải trong thời gian ay

Đào Đức Thinh - BM Ky thuat do va THCN

Tiêu đề	Đo công suất - Kỹ thuật đo lường
Tác giả	Đào Đức Thịnh
Trường học	Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Kỹ thuật đo lường
Thể loại	Kỹ thuật đo lường
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	36
Dung lượng	1,34 MB