1. סקירה של רכיבים ובעיות
טרנספורטר זרם נמוך מתח (TA) ומדדי אנרגיה חשמלית הם רכיבים מרכזיים במדידת אנרגיה חשמלית במתח נמוך. הזרם המטען של מדדים אלו אינו נמוך מאלף 60 אמפר. מדדי האנרגיה החשמלית משתנים בסוג, דגם וביכולת התנגדות לזרם ישר, והם מחוברים בסדרה בערכות המדידה. בשל חוסר יכולת התנגדות לזרם ישר, הם סובלים מהטיות מדידה תחת עומס עם מרכיבי זרם ישר, בדרך כלל הנגרמים על ידי עומסים לא ליניאריים. עם ההגדלה בשימוש בציוד זרם ישר או שטוח-בקרה, במיוחד ברכבות חשמליות ובענף הפלסטיק, עלה הסיכון של מרכיבי זרם ישר. ניתוח טרנספורטרי זרם נמוך מתח מתנגדים לזרם ישר ומכשירי בדיקה הוא בעל חשיבות רבה לפתירת הבעיה.
2. סיבות לה неточности TA עקב מרכיבי זרם ישר
ההטיה הרחבה לזרם ישר בטרנספורטרי זרם נמוך מתח נובעת מהשפעת מרכיבי זרם ישר בצד הראשי. בתאוריה, הרמוניות שנוצרות על ידי זרם ישר מפריעות להעברת מדידה, ושינויים בזרם הממריץ של הליבה אינם מייצרים שינויים מתאימים בהשראות מגנטית, מה שהופך בסופו של דבר לאי-דיוק ב-TA. באמצעות מבחני זרם חצי-גל (32% מהרכיבים של זרם ישר הם זרמי חצי-גל), השראות מגנטית יורדת אחרי הפין הראשי, ומעריכי השגיאה עולים משמעותית (עם הזזה שלילית, מתקרבים לשבעון). הזזה של הפין המשני מגדילה את שינויים צורת הגל. המבחנים מראים כי זרמי חצי-גל גורמים לשגיאות גדולות, שמתגברות בצורה גאומטרית בטרנספורטרים מסורתיים; אפילו מרכיבים קטנים מאוד של זרם ישר יכולים להשפיע על טרנספורטרי זרם נמוך מתח המתנגדים לזרם ישר, מה שמוביל לשגיאות שמעבר למגבלות המותרות.
3. פיתוח טרנספורטרי זרם נמוך מתח המתנגדים לזרם ישר
טרנספורטרי זרם נמוך מתח מסורתיים משתמשים בליבות מגנטיות מעגליות (בעיקר סרטים אמורפיים, בעלי השראות מגנטית גבוהה, מקדם שביעה נמוך ולא משפיע על מרכיבי זרם ישר בצד הראשי). ליבות אמורפיות מבוססות ברזל, אם כי מעט נמוכות יותר בהשראות מגנטית, בשימוש רחב בטרנספורטרי כוח בשל אובדן ברזל נמוך. יש להם קבלנות מגנטית ראשונית חזקה ומגנטיזציה נמוכה, עם יכולת מצוינת להתנגד לזרם ישר. גלי חשמל מהפין המשני יכולים לשחזר את צורת הגל של הזרם הראשי. על ידי שילוב התכונות המגנטיות המשלימות של חומרים אמורפיים מבוססי ברזל ואולטרה-מיקרוקריסטליים כדי ליצור ליבות מורכבות, ניתן לשפר את דיוק המדידה של טרנספורטרי זרם נמוך מתח מתנגדים לזרם ישר מסורתיים.
4. מחקר על שיטות בדיקה לתכונה אנטי-DC של TA
בטרנספורטרי זרם נמוך מתח אנטי-DC קיימים באופן כללי הבעיה של חוסר שיטות בדיקה. התקנים הקודמים אינם ממושמעים ולא ניתן לשפוט אותם לפי כללים ומגבלות אחידים. לכן, כיצד לבצע עבודה טובה בשיטות בדיקה של תכונה אנטי-DC ולהתאים אותן היא עניין דחוף.
4.1 השוואת אנרגיה חשמלית
לאחר שימוש בטרנספורטר זרם נמוך מתח, תשתנה הביצועיות הפנימית של מדדי אנרגיה חילופיים, והיחס בין הרמוניות זוגיות גם כן ישתנה. כדי לבצע הערכה ברורה, יש ליישם קו השוואת אנרגיה חשמלית עם מתקף חצי-גל. לפני המבחן, יש לשפר את קו המבחן של שיטת ההשוואה של אנרגיה חשמלית עם מתקף חצי-גל בהתאם למצבים הנדרשים, כדי להבטיח שהוא תואם לתכונה אנטי-DC של טרנספורטר זרם נמוך מתח, ובכך לשפר את דיוק מדידת האנרגיה החשמלית.
4.2 בדיקה עצמית 1/1
התרשים שנבחר עבור המבחן מבוסס על הנתונים של JJ G1021-2007 "תקנות לבדיקת טרנספורטרי כוח", והפרטים מוצגים בתמונה 1.
כדי לשפר את הבדיקה העצמית 1/1, הניסוי מרוטט את הפין המשני עם מספר הקפות זהה לזה של טרנספורטר הזרם הנמוך המבדק. זה מונע הוספת שגיאות מתרנספורטרים סטנדרטיים. המעגל מודד זרם חצי-גל ומסביר שגיאות. שימו לב: הטרנספורטר הזרם במעגל משתמש ביחס 10/1 כדי להגביר את הזרם של המכשיר המאמת, ולכן יש להכפיל את ערכי המבחן פי 10 כדי לקבל דיוק.
הניסויים מוכיחים כי שיטה זו מצליחה בבדיקת תכונה אנטי-DC, מאפשרת בדיקה עצמית של המעגל תוך כדי מניעת שגיאות מדידה. עם זאת, יש צורך במרוטט לפני המדידה. הזרם והיעילות של הדיווח הם הפוכים: ככל שהזרם עולה, היעילות יורדת אך העומס הגופני עולה. לכן, השגיאה המורכבת של זרם חצי-גל DC לא יכולה להביע במדויק את הביצועים האנטי-DC הפרטיים.
5. אימות מבחן
5.1 שיטת מבחן
באמצעות הדמה של גניבת חשמל בעזרת חצי-גל DC על ידי משתמשי כור חשמלי, המבחן מתקין שלושה מכשירי מדידת אנרגיה שונים. השוואות חוזרות של תוצאות הביצועים מראות כי מדדי אנרגיה מבוססי מנגן-התנגדות מפגינים יכולת התנגדות טובה ל-DV, ומקיימים את הצרכים יציבות במקום.
5.2 נתוני מבחן
הכנה מספקת, תוכניות מדעיות, ובדיקה מקדימה במקום הם מפתח. במהלך 80 ימי הערכה, האנרגיה משווה/מחשבת שוב ושוב, עם רשומות מפורטות.תוצאות: מדדי טרנספורטרים רגילים מראים שגיאת יחס של 40.08%, עולה ל-90.58% לאחר 80 ימים. מדדי מנגן שומרים על שגיאות ≤1% גם בתנאים קשים, בעוד שתכשיטים מסורתיים עולים מעל 90% לאורך זמן. מחקר משופר של טרנספורטרים אנטי-DC הוא קריטי לצרכים במקום.
6. מסקנה
הטרנספורטר החדש של זרם נמוך מתח עם ליבה מרובת חלקים מדד את הזרם بدقة, ומקיים תקנים גם תחת עומס DC. בניגוד לעיצובים מסורתיים, הוא שומר על תהליכי רוטט/שפך מוכרים לקידום קל.טרנספורטרים מבוססי תקני DC-AC מציעים יכולת פעולה חזקה, פותרים בעיות מעקב ומרחיבים דיוק בדיקה.