เครื่องวัดกำลังแบบอิเล็กโทรไดนามอมิเตอร์

นิยามเครื่องวัดกำลังไฟฟ้าแบบอิเล็กโทรไดนามอมิเตอร์

เครื่องวัดกำลังไฟฟ้าแบบอิเล็กโทรไดนามอมิเตอร์วัดกำลังไฟฟ้าโดยใช้การกระทำระหว่างสนามแม่เหล็กและกระแสไฟฟ้า

หลักการทำงาน

ตอนนี้เรามาดูรายละเอียดการสร้างของอิเล็กโทรไดนามอมิเตอร์ มันประกอบด้วยส่วนต่างๆ ดังต่อไปนี้มีสองประเภทของขดลวดในอิเล็กโทรไดนามอมิเตอร์ คือ :

ขดลวดเคลื่อนที่

ขดลวดเคลื่อนที่เคลื่อนที่เข็มวัดด้วยความช่วยเหลือของเครื่องควบคุมแรงดึง เพื่อป้องกันการร้อนเกินไป กระแสไฟฟ้าที่จำกัดจะไหลผ่านขดลวดเคลื่อนที่โดยเชื่อมต่อตัวต้านทานค่าสูงแบบอนุกรม ขดลวดเคลื่อนที่ที่ไม่มีแกนถูกติดตั้งบนเพลาหมุนและสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ ในเครื่องวัดกำลังไฟฟ้าแบบอิเล็กโทรไดนามอมิเตอร์ ขดลวดเคลื่อนที่ทำงานเป็นขดลวดแรงดันและเชื่อมต่อกับแรงดัน ดังนั้นกระแสไฟฟ้าที่ผ่านมันจึงเป็นสัดส่วนกับแรงดัน

ขดลวดคงที่

ขดลวดคงที่ถูกแบ่งออกเป็นสองส่วนเท่ากันและเชื่อมต่อกับโหลดแบบอนุกรม ดังนั้นกระแสโหลดจะไหลผ่านขดลวดเหล่านี้ สาเหตุที่ใช้ขดลวดคงที่สองแทนหนึ่งเพื่อให้สามารถสร้างให้สามารถขนานกระแสไฟฟ้าจำนวนมากได้

ขดลวดเหล่านี้เรียกว่าขดลวดกระแสของเครื่องวัดกำลังไฟฟ้าแบบอิเล็กโทรไดนามอมิเตอร์ แต่เดิมขดลวดคงที่ถูกออกแบบมาเพื่อขนานกระแสไฟฟ้าประมาณ 100 แอมแปร์ แต่ในปัจจุบันเครื่องวัดกำลังไฟฟ้ารุ่นใหม่ถูกออกแบบมาเพื่อขนานกระแสไฟฟ้าประมาณ 20 แอมแปร์เพื่อประหยัดพลังงาน

ระบบควบคุม

จากสองระบบควบคุม คือ

ระบบควบคุมด้วยแรงโน้มถ่วง

ระบบควบคุมด้วยแรงดึง ระบบควบคุมด้วยแรงดึงถูกใช้ในเครื่องวัดกำลังไฟฟ้าแบบนี้ ระบบควบคุมด้วยแรงโน้มถ่วงไม่สามารถใช้ได้เนื่องจากจะมีความผิดพลาดอย่างมาก

ระบบลดแรงสั่นสะเทือน

ใช้ระบบลดแรงสั่นสะเทือนด้วยแรงเสียดทานอากาศ เนื่องจากระบบลดแรงสั่นสะเทือนด้วยกระแสวนอาจทำให้สนามแม่เหล็กทำงานอ่อนแอลง นำไปสู่ความผิดพลาด

มีสเกลที่สม่ำเสมอซึ่งใช้ในเครื่องมือประเภทนี้เนื่องจากขดลวดเคลื่อนที่เคลื่อนที่เชิงเส้นในช่วง 40 องศาถึง 50 องศาทั้งสองข้าง

ตอนนี้เราไปหาสมการสำหรับแรงบิดควบคุมและแรงบิดเบี่ยงเบน ในการหาสมการเหล่านี้ ให้พิจารณาแผนภาพวงจรด้านล่าง:

เราทราบว่าแรงบิดทันทีในเครื่องมือแบบอิเล็กโทรไดนามิกเป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลคูณของค่าทันทีของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านทั้งสองขดลวดและอัตราการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์ที่เชื่อมโยงกับวงจร

ให้ I1 และ I2 เป็นค่าทันทีของกระแสไฟฟ้าในขดลวดแรงดันและขดลวดกระแสตามลำดับ ดังนั้นสมการสำหรับแรงบิดสามารถเขียนได้ว่า:

เมื่อ x เป็นมุม

ให้ค่าแรงดันที่ใช้กับขดลวดแรงดันเป็น

เนื่องจากความต้านทานไฟฟ้าของขดลวดแรงดันสูงมาก เราสามารถละเลยความต้านทานเหนี่ยวนำเมื่อเทียบกับความต้านทาน ดังนั้นความต้านทานรวมเท่ากับความต้านทานไฟฟ้า ทำให้เป็นแบบบริสุทธิ์ทางไฟฟ้า

สมการสำหรับกระแสไฟฟ้าทันทีสามารถเขียนเป็น I2 = v / Rp ที่ Rp คือความต้านทานของขดลวดแรงดัน

หากมีความแตกต่างเฟสระหว่างแรงดันและกระแสไฟฟ้า สมการสำหรับกระแสไฟฟ้าทันทีผ่านขดลวดกระแสสามารถเขียนเป็น

เนื่องจากกระแสไฟฟ้าผ่านขดลวดแรงดันน้อยมากเมื่อเทียบกับกระแสไฟฟ้าผ่านขดลวดกระแส ดังนั้นกระแสไฟฟ้าผ่านขดลวดกระแสสามารถถือว่าเท่ากับกระแสโหลดทั้งหมด ดังนั้นค่าทันทีของแรงบิดสามารถเขียนเป็น

ค่าเฉลี่ยของแรงบิดเบี่ยงเบนสามารถได้จากการอินทิเกรตแรงบิดทันทีจากขีดจำกัด 0 ถึง T ที่ T คือคาบเวลาของวงจร

แรงบิดควบคุมกำหนดโดย Tc = Kx ที่ K คือค่าคงที่ของสปริงและ x คือค่าคงที่สุดของการเบี่ยงเบน

ข้อดี

• สเกลมีความสม่ำเสมอจนถึงขีดจำกัดหนึ่ง

• สามารถใช้สำหรับการวัดทั้งค่า AC และ DC เนื่องจากสเกลถูกสอบเทียบสำหรับทั้งสอง

ความผิดพลาด

• ความผิดพลาดในความต้านทานเหนี่ยวนำของขดลวดแรงดัน

• ความผิดพลาดอาจเกิดจากความจุของขดลวดแรงดัน

• ความผิดพลาดอาจเกิดจากผลกระทบของความเหนี่ยวนำร่วม

• ความผิดพลาดอาจเกิดจากสายเชื่อมต่อ (เช่น ขดลวดแรงดันเชื่อมต่อหลังขดลวดกระแส)

• ความผิดพลาดจากกระแสวน

• ความผิดพลาดที่เกิดจากแรงสั่นสะเทือนของระบบเคลื่อนที่

• ความผิดพลาดจากอุณหภูมิ

• ความผิดพลาดจากสนามแม่เหล็กนอก