Bài giảng Kỹ thuật đo lường: Chương 9

Chương 9 Đo công suất và năng lượng thuộc bài giảng "Kỹ thuật đo lường", trong chương này bày các nội dung sau: công suất và năng lượng, đo công suất mạch điện một pha, đo công suất mạch điện ba pha, đo điện năng,...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kỹ thuật đo lường: Chương 9 Chương 9 ĐO CÔNG SUẤT & NĂNG LƯỢNG     t1. CÔNG SUẤT VÀ NĂNG LƯỢNG 1. Công suất trong mạch một chiều: 2 q:  lượng  nhiệt  toả  ra  trên  U P = U .I = I .R =2 = k .q phụ tải trong một đơn vị thời  R gian. 2. Công suất tác dụng trong mạch xoay chiều một  pha: T T 1 1 p, u, i là giá trị tức thời  P= T 0� p.dt = T 0� u.i.dt của  công  suất,  áp,  dòng. Dòng và áp có dạng hình sin: P = U .I .cos ϕ  : Công suất tác dụng. cos ϕ :hệ số công suất. Q = U .I .sin ϕ  : Công suất phản kháng. S = U.I   : Công suất toàn phần. t1. CÔNG SUẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Dòng và áp có dạng đường cong bất kỳ: Pk:  công  suất  thành  phần  P = �Pk =�U k .I k .cos ϕ k sóng hài. P : hệ số công suất. k =1 k =1 kp = S Dòng và áp có dạng xung: τ τ 1 1 Px = � p.dt = � u.i.dt τ 0 τ 0 τ 1 τ P= u.i.dt = Px T 0 T t1. CÔNG SUẤT VÀ NĂNG LƯỢNG 3. Công suất tác dụng trong mạch 3 pha: P = PA + PB + PC = U ΦA .I ΦAcosϕA + U Φ B .I ΦB cosϕB + U ΦC .I ΦC cosϕC Q = QA + QB + QC = U ΦA .I ΦA sin ϕA + U Φ B .I ΦB sin ϕB + U ΦC .I ΦC sin ϕC 4. Năng lượng điện: t2 t2 W = � U .I .cos ϕ dt P.dt = � t1 t1 Công tơ đo năng lượng điện : • Phương pháp cơ điện. • Bộ tích phân.  • Phương pháp điện. •Bộ chuyển đổi đo công suất. • Phương pháp nhiệt điện. • Phương pháp so sánh. t2. ĐO CÔNG SUẤT MẠCH ĐIỆN MỘT PHA 1. PHƯƠNG PHÁP CƠ ĐIỆN:  Phương pháp gián tiếp:  dùng Ampe kế và vôn kế 1. PHƯƠNG PHÁP CƠ ĐIỆN:  Phương pháp  trực tiếp: wat  kế hay watmet. * * W WATMET ĐIỆN ĐỘNG  Wat  kế  điện  động  là  dụng  cụ  cơ  điện  để  đo  công  suất  thực  của  mạch điện DC hoặc AC  một pha.  Cấu  tạo  chủ  yếu  của  nó là cơ cấu chỉ thị điện  động. CÁCH MẮC WATMET ĐIỆN ĐỘNG * * R U                        I          IU Unguồn R R P NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG    A : là cuộn dây tĩnh mắc nối tiếp với điện trở tải   B : là cuộn dây động mắc song song với nguồn cung  cấp.   R  : là điện trở phụ  p   R  : là điện trở của bản thân cuộn dây động  u   Khi có điện áp U đặt lên cuộn dây động (tức là dòng  qua cuộn động là I2  tỉ lệ với U) và dòng điện I đi qua phụ  tải  R  (tức  là  dòng  qua  cuộn  tĩnh  I1  chính  là  dòng  I).  Sự  tương tác giữa từ trường của các cuộn dây làm kim Wat  kế lệch đi góc . α = f ( u.i ) = f ( p ) CHÚ Ý KHI SỬ DỤNG  Do Watt kế điện động có cực tính nên khi đảo pha  của 1 trong 2 cuộn dây  Wat kế sẽ quay ngược, vì vậy  các  cuộn  dây  được  đánh  dấu  (*).  Khi  nối  các  đầu  dây  cần nối các đầu dây có dấu (*) với nhau.      Wat  kế  điện  động  thường  có  nhiều  thang  đo  theo  dòng  và  áp.  Giới  hạn  đo  theo  dòng  là  5A  và  10A,  theo  áp là 30V, 150V và 300V.   Dải tần số từ 0 đến Khz    Độ  chính  xác  đạt  0,01  tới  0,1%  với  tần  số  dưới  200Hz, 0,2% trở lên với tần số 200 – 400Hz. CÁCH ĐỌC CHỈ SỐ WATMET  Tính hằng số watmet C: UN IN U N I N cos ϕ dm C= C= αm αm  Nhân C với số chỉ α của watmet. 2. PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN:  Dùng chuyển đổi HALL. I U~ X T CĐ HALL T R ex =  k x .B.ix X R P ĐẶC ĐIỂM CỦA PP DÙNG CĐ HALL  Ưu điểm:   Không có quán tính.  Đơn giản, bền, tin cậy.  Dùng trong mạch một chiều và xoay chiều (tần  số đến hàng trăm MHz).  Nhược điểm: sai số do nhiệt lớn. PP ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU NGUYÊN LÝ:  Nhân các tín hiệu uu và  ui trên cơ sở 2 lần điều chế tín hiệu  xung:  Điều chế độ rộng xung với điều chế biên độ  xung: ĐRX – BĐX.  Điều chế độ rộng xung với điều chế tần số  xung: ĐRX – TSX.  Điều chế tần số xung với điều chế biên độ  xung: TSX – BĐX. PHƯƠNG PHÁP ĐRX-BĐX Ui ĐRX MF f0 BĐX Uu TP U tb = K .P t3. ĐO CÔNG SUẤT MẠCH ĐIỆN BA PHA Các loại phụ tải A A B ZA N B ZAC ZB ZAB C ZC ZBC C N Phụ tải nối sao Phụ tải nối tam giác CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO PA P A W Mạch  A W Mạch ba  A P B ba pha  B W pha  B P C đối  C W không  O xứng O C ...