Công tơ điện động lực

Định nghĩa về Đồng hồ đo công suất điện động lực

Đồng hồ đo công suất điện động lực đo lường công suất điện bằng cách sử dụng sự tương tác giữa các trường từ và dòng điện.

Nguyên lý hoạt động

Bây giờ hãy xem xét chi tiết cấu tạo của đồng hồ đo công suất điện động lực. Nó bao gồm các phần sau đây.Có hai loại cuộn dây trong đồng hồ đo công suất điện động lực. Đó là:

Cuộn dây di chuyển

Cuộn dây di chuyển di chuyển con trỏ với sự giúp đỡ của bộ điều khiển bằng lò xo. Để ngăn chặn quá nhiệt, một dòng điện giới hạn chảy qua cuộn dây di chuyển bằng cách kết nối một điện trở có giá trị lớn theo chuỗi. Cuộn dây di chuyển không có lõi được gắn trên trục quay và có thể di chuyển tự do. Trong đồng hồ đo công suất điện động lực, cuộn dây di chuyển hoạt động như cuộn dây áp lực và được kết nối qua điện áp, vì vậy dòng điện qua nó tỷ lệ thuận với điện áp.

Cuộn dây cố định

Cuộn dây cố định được chia thành hai phần bằng nhau và chúng được kết nối theo chuỗi với tải, do đó dòng điện tải sẽ chảy qua các cuộn dây này. Lý do rõ ràng khi sử dụng hai cuộn dây cố định thay vì một để có thể xây dựng để mang một lượng đáng kể dòng điện.

Những cuộn dây này được gọi là cuộn dây dòng điện của đồng hồ đo công suất điện động lực. Trước đây, các cuộn dây cố định được thiết kế để mang dòng điện khoảng 100 ampe nhưng hiện nay, đồng hồ đo công suất hiện đại được thiết kế để mang dòng điện khoảng 20 ampe để tiết kiệm năng lượng.

Hệ thống điều khiển

Trong hai hệ thống điều khiển, tức là:

Điều khiển bằng trọng lực

Chỉ có hệ thống điều khiển bằng lò xo được sử dụng trong loại đồng hồ đo công suất này. Hệ thống điều khiển bằng trọng lực không thể được sử dụng vì sẽ có lỗi đáng kể.

Hệ thống giảm chấn

Giảm chấn bằng ma sát không khí được sử dụng vì giảm chấn bằng dòng điện cảm ứng có thể làm biến dạng trường từ hoạt động yếu, dẫn đến lỗi.

Có một thang đo đều đặn được sử dụng trong các loại đồng hồ đo này khi cuộn dây di chuyển di chuyển tuyến tính trong phạm vi 40 đến 50 độ ở mỗi bên.

Bây giờ hãy suy ra các biểu thức cho mô men điều khiển và mô men lệch. Để suy ra các biểu thức này, hãy xem xét sơ đồ mạch dưới đây:

Chúng ta biết rằng mô men tức thời trong các thiết bị điện động lực tỷ lệ thuận với tích của các giá trị tức thời của dòng điện chảy qua cả hai cuộn dây và tốc độ thay đổi của dòng từ liên kết với mạch.

Gọi I1 và I2 là các giá trị tức thời của dòng điện trong cuộn dây áp lực và cuộn dây dòng điện tương ứng. Vì vậy, biểu thức cho mô men có thể viết như sau:

Trong đó, x là góc.

Bây giờ, giá trị điện áp áp dụng lên cuộn dây áp lực là

Vì điện trở điện của cuộn dây áp lực rất cao, chúng ta có thể bỏ qua kháng so với điện trở. Do đó, trở kháng bằng điện trở điện, làm cho nó hoàn toàn kháng điện.

Biểu thức cho dòng điện tức thời có thể viết là I2 = v / Rp, trong đó Rp là điện trở của cuộn dây áp lực.

Nếu có sai số pha giữa điện áp và dòng điện, thì biểu thức cho dòng điện tức thời qua cuộn dây dòng điện có thể viết là

Vì dòng điện qua cuộn dây áp lực rất nhỏ so với dòng điện qua cuộn dây dòng điện, nên dòng điện qua cuộn dây dòng điện có thể coi là bằng tổng dòng điện tải. Do đó, giá trị tức thời của mô men có thể viết là

Giá trị trung bình của mô men lệch có thể được tính bằng cách tích phân mô men tức thời từ giới hạn 0 đến T, trong đó T là chu kỳ thời gian.

Mô men điều khiển được cho bởi Tc = Kx, trong đó K là hằng số lò xo và x là giá trị cuối cùng ổn định của lệch.

Ưu điểm

• Thang đo đều đặn đến một giới hạn nhất định.

• Chúng có thể được sử dụng để đo cả AC lẫn DC vì thang đo được hiệu chỉnh cho cả hai.

Lỗi

• Lỗi trong cảm ứng cuộn dây áp lực.

• Lỗi có thể do dung điện cuộn dây áp lực.

• Lỗi có thể do hiệu ứng cảm ứng từ lẫn nhau.

• Lỗi có thể do kết nối (ví dụ: cuộn dây áp lực được kết nối sau cuộn dây dòng điện).

• Lỗi do dòng điện cảm ứng.

• Lỗi do rung động của hệ thống di chuyển.

• Lỗi do nhiệt độ.

• Lỗi do từ trường ngoại vi.