Hogyan mérjük az aktív teljesítményt egyfázisú váltakozó áramú áramkörben

Az aktív teljesítmény értéke in egyfázisú váltakozó áramú áramkör a P = UI cos phi képlet határozza meg, ahol U a vevő feszültsége, V, I — vevőáram, A, phi — fáziseltolódás a feszültség és az áram között.

A képletből látható, hogy a váltóáramú áramkör teljesítménye közvetve meghatározható, ha három eszközt veszünk figyelembe: ampermérőt, voltmérőt és fázismérő… Ebben az esetben azonban nagyobb mérési pontosságra nem lehet támaszkodni, hiszen a teljesítménymérési hiba nemcsak a három készülék hibáinak összegétől függ, hanem attól is, hogy a mérési módszer milyen hibából ered, amelyen ampermérő és voltmérő szerepel. Ezért ez a módszer csak akkor használható, ha nincs szükség nagy mérési pontosságra.

Ha az aktív teljesítményt pontosan kell mérni, akkor a legjobb az elektrodinamikus rendszerű wattmérők vagy az elektronikus wattmérők használata. A ferrodinamikus wattmérők durva mérésekhez használhatók.

Ha az áramköri feszültség kisebb, mint a wattmérő feszültségmérési határa, a terhelési áram kisebb, mint a mérőeszköz megengedett árama, akkor a wattmérő AC áramkörhöz való csatlakoztatásának áramköre hasonló diagram a wattmérő egyenáramú áramkörhöz való csatlakoztatásához… Ez azt jelenti, hogy az áramtekercs sorba van kötve a terheléssel, a feszültségtekercs pedig a terheléssel párhuzamosan.

Az elektrodinamikus wattmérők csatlakoztatásakor figyelembe kell venni, hogy nem csak az egyenáramú, hanem az AC áramkörben is polárisak. A műszertű nullától való helyes (méretarányos) eltérésének biztosítása érdekében a műszerfalon a tekercselés kezdetét pont vagy csillag jelzi. Az így megjelölt bilincseket generátorbilincseknek nevezzük, mert áramforráshoz csatlakoznak.

A wattmérő fix tekercsét csak 10 — 20 A terhelési áram mellett lehet sorba kötni a terheléssel. Ha a terhelési áram nagyobb, akkor a wattmérő áramtekercse egy mérőáram-transzformátoron keresztül csatlakozik.

Az alacsony teljesítménytényezővel rendelkező váltakozó áramú áramkör teljesítményének méréséhez speciális alacsony koszinuszú wattmérőket kell használni. A skálájuk jelzi, hogy a cos phi mely értékeire szánják őket.

Ha cos phi <1, akkor az elektrodinamikus wattmérő túlterhelésének elkerülése érdekében a vezérlő ampermérőt és a voltmérőt is bele kell foglalni. Például egy Azu = 5 A névleges áramú wattmérő az Azu = 5 A és cos phi = 1 teljes árameltérést mutathatja, Azu = 6,25 A és cos phi = 1 áram mellett (tehát Azu = Azun / cos phi). A második esetben a wattmérő túlterhelődik.

Wattmérő beépítése az AC áramkörbe, a megengedettnél nagyobb terhelési árammal

Ha a terhelési áram nagyobb, mint a wattmérő megengedett árama, akkor a wattmérő áramtekercse egy mérőáram-transzformátor segítségével (1. ábra, a) kapcsol be.

Rizs. 1. A wattmérők nagyáramú váltakozó áramkörhöz (a) és nagyfeszültségű hálózathoz (b) való csatlakoztatásának sémája.

Áramváltó kiválasztásakor ügyelni kell arra, hogy a transzformátor névleges primer árama Az1 legyen, és egyenlő vagy nagyobb legyen, mint a hálózatban mért áram.

Például, ha a terhelésben lévő áram értéke eléri a 20 A-t, akkor vehet egy 20 A-es primer névleges áramra tervezett áramváltót, amelynek névleges áramátalakító tényezője Kh1 = Az1i/Az2i = 20/5 = 4.

Ha ebben az esetben a mérőáramkör feszültsége kisebb, mint a megengedett wattmérő, akkor a feszültségtekercs közvetlenül a terhelési feszültséghez csatlakozik. A feszültségtekercs indítása áthidalásra kerül / az áramtekercs kezdetére. Fel kell szerelni a 2. jumpert is (a tekercs eleje csatlakozik a hálózathoz). A feszültségtekercs vége a hálózat másik termináljához csatlakozik.

A mért áramkörben a tényleges teljesítmény meghatározásához a wattmérő értékeket meg kell szorozni az áramváltó névleges transzformációs arányával: P = Pw NS Kn1 = Pw NS 4

Ha a hálózatban az áramerősség meghaladhatja a 20 A-t, akkor 50 A primer névleges áramú áramváltót kell választani, miközben Kn1 = 50/5 = 10.

Ebben az esetben a teljesítményérték meghatározásához a wattmérő leolvasását meg kell szorozni 10-zel.