Wzmacniacze mocy | Wzmacniacz mocy typu elektrodynamometrycznego

Zanim wprowadzimy różne typy mierników współczynnika mocy, jest bardzo ważne zrozumieć, jakie są potrzeby dotyczące mierników współczynnika mocy? Dlaczego nie obliczamy bezpośrednio współczynnika mocy w obwodzie przemiennym dzieląc moc przez iloczyn prądu i napięcia, ponieważ te odczyty mogą być łatwo uzyskane z wattomierza, amperomierza i woltomierza. Oczywiście istnieje wiele ograniczeń stosowania tej metody, ponieważ może ona nie zapewniać wysokiej dokładności, a szanse na zwiększenie błędów są bardzo duże. Dlatego ta metoda nie jest stosowana w świecie przemysłowym. Dokładne pomiary współczynnika mocy są wszędzie niezbędne.
W systemach transmisji i dystrybucji energii elektrycznej mierzymy współczynnik mocy na każdej stacji i podstacji elektrycznej za pomocą tych mierników współczynnika mocy. Pomiary współczynnika mocy dostarczają nam wiedzę na temat rodzajów obciążeń, które używamy, oraz pomagają w obliczeniach strat zachodzących podczas transmisji energii elektrycznej i dystrybucji.

Dlatego potrzebujemy osobnego urządzenia do dokładnego i precyzyjnego obliczania współczynnika mocy.
Ogólna konstrukcja dowolnego obwodu miernika współczynnika mocy obejmuje dwie cewki, nazywane cewką ciśnieniową i cewką prądową. Cewka ciśnieniowa jest połączona poprzecznie z obwodem, podczas gdy cewka prądowa jest połączona tak, aby mogła przepuszczać prąd obwodowy lub określony ułamek prądu. Mierząc różnicę fazową między napięciem i prądem, współczynnik mocy elektryczny można obliczyć na odpowiednio skalibrowanej skali. Zwykle cewka ciśnieniowa jest podzielona na dwie części, nazywane częścią indukcyjną i niereaktywną lub czysto oporną. Nie ma potrzeby systemu sterującego, ponieważ w równowadze istnieją dwie przeciwstawne siły, które balansują ruch wskazówki bez potrzeby siły sterującej.

Istnieją dwa typy mierników współczynnika mocy-

1. Typ elektrodynamometryczny

2. Typ poruszający się żelazny.

Przestudiujmy najpierw typ elektrodynamometryczny.

Miernik współczynnika mocy typu elektrodynamometrycznego

W mierniku współczynnika mocy typu elektrodynamometrycznego istnieją dwa typy w zależności od napięcia zasilania

1. Jednofazowy

2. Trójfazowy.

Ogólny schemat obwodowy jednofazowego miernika współczynnika mocy typu elektrodynamometrycznego przedstawiono poniżej.

Cewka ciśnieniowa jest podzielona na dwie części, jedna jest czysto indukcyjna, druga czysto oporna, jak pokazano na schemacie przez rezystor i cewkę indukcyjną. Obecnie płaszczyzna odniesienia tworzy kąt A z cewką 1. Kąt między obiema cewkami 1 i 2 wynosi 90o. W ten sposób cewka 2 tworzy kąt (90o + A) z płaszczyzną odniesienia. Skala miernika jest odpowiednio skalibrowana, pokazując wartości cosinusa kąta A. Oznaczmy opór elektryczny połączony z cewką 1 jako R, a cewkę indukcyjną połączoną z cewką 2 jako L. Podczas pomiaru współczynnika mocy wartości R i L są dostosowywane tak, aby R = wL, aby obie cewki przepuszczały równą wielkość prądu. Dlatego prąd przepływający przez cewkę 2 jest opóźniony o 90o w stosunku do prądu w cewce 1, ponieważ ścieżka cewki 2 jest highly inductive in nature.
Wyprowadźmy wyrażenie na moment odchylenia dla tego miernika współczynnika mocy. Istnieją dwa momenty odchylenia, jeden działający na cewkę 1, a drugi na cewkę 2. Cewki są tak ułożone, że dwa powstające momenty są przeciwne do siebie, a więc wskazówka zajmie pozycję, w której dwa momenty są równe. Napiszmy matematyczne wyrażenie na moment odchylenia dla cewki 1-

Gdzie M to maksymalna wartość wzajemnej indukcyjności między dwiema cewkami,
B to kąt odchylenia płaszczyzny odniesienia.
Teraz matematyczne wyrażenie na moment odchylenia dla cewki 2 to-

W równowadze mamy oba momenty jako równe, więc przyrównując T1=T2 mamy A = B. Stąd możemy zobaczyć, że kąt odchylenia jest miarą kąta fazowego danego obwodu. Pokazano także diagram wektorowy dla obwodu, tak że prąd w cewce 1 jest w przybliżeniu pod kątem 90o do prądu w cewce 2.

Poniżej przedstawione są niektóre zalety i wady stosowania mierników współczynnika mocy typu elektrodynamometrycznego.

Zalety mierników współczynnika mocy typu elektrodynamometrycznego

1. Straty są mniejsze ze względu na minimalne użycie części żelaznych i również dają mniejsze błędy w niewielkim zakresie częstotliwości w porównaniu do instrumentów typu poruszającego się żelaza.

2. Mają wysoką proporcję momentu do wagi.

Wady mierników współczynnika mocy typu elektrodynamometrycznego

1. Siły robocze są mniejsze w porównaniu do instrumentów typu poruszającego się żelaza.

2. Skala nie jest rozszerzona na 360o.

3. Kalibracja instrumentów typu elektrodynamometrycznego jest silnie wpływana przez zmianę częstotliwości napięcia zasilania.

4. Są one dość kosztowne w porównaniu do innych instrumentów.

Oświadczenie: Szanować oryginał, dobre artykuły są warte udostępniania, w przypadku naruszenia praw autorskich prosimy o kontakt.