Измерване на еднофазно захранване с постоянен ток и променлив ток

От израза за мощността при непроменен ток P = IU може да се види, че той може да бъде измерен индиректно с амперметър и волтметър. Но в този случай трябва да създадете едновременно обратно броене на две устройства и изчисления, които усложняват измерванията и намаляват неговата точност.

За измерване на мощността в схеми на непроменен и еднофазен променлив ток се използват устройства, наречени ватамери, за които се използват електродинамични и феродинамични измервателни механизми.

Електродинамични Ватметри произведени под формата на преносими устройства големи класове на точност (0.1 - 0.5) и консумираната мощност за прецизно измерване на постоянен и променлив ток при промишлена честота и завишени (до 5000 Hz). Ferrodynamic Ватметри vetogo често се срещат като щит устройства на относително ниска точност клас (1.5-2.5).

Такива ватомери се използват главно при променлив ток на индустриалната честота. При непроменливия ток те имат значителна грешка поради хистерезис на сърцевините.

За измерване на мощността при високи честоти се използват термоелектрически и електрически ватомери, които са магнитоелектрически измервателен механизъм, оборудван с преобразувател на активна мощност в непроменлив ток. В преобразувателя на мощност се извършва операцията по умножаване ui = p и се получава изходен сигнал в зависимост от продукта ui, т.е. от мощността.

На фиг. 1 и е показана възможността за използване на електродинамичен измервателен механизъм за конструиране на ватометър и измерване на мощността.

Фиг. 1. Превключвателната верига на ваметъра (а) и векторната диаграма (б)

Неподвижен бобина 1 включва схема натоварване алтернативно отнесени алтернативно ватметър верига, подвижната намотка 2 (с допълнителен резистор) включват паралелно натоварване - паралелна верига.

За ваметър, работещ при постоянен ток:

Да видим работата на електродинамичния ваметър на променлив ток. Векторната диаграма на фиг. 1, b е конструирано за индуктивно зареждане. Текущият вектор Iu на паралелния кръг изостава зад вектора U от ъгъла γ поради някаква индуктивност на движещата се намотка.

От този израз следва, че ваметърът правилно определя мощността само в 2 случая: за γ = 0 и γ = φ.

Условието γ = 0 може да бъде постигнато чрез създаване на резонанс на напрежение в паралелна верига, например чрез включване на кондензатор С с подходящ капацитет, както е показано с пунктираната линия на фиг. 1, а. Но резонансът на напрежението ще бъде само с определена честота. При честотната конфигурация, условието γ = 0 е нарушено. Когато γ не е равна на 0, ваметърът определя мощността с грешка βy, която се нарича ъглова грешка.

При малка стойност на ъгъла γ (γ обикновено е по-малък от 40 - 50 `), относителната грешка

При ъгли φ близо до 90 °, ъгловата грешка може да достигне огромни стойности.

Втората, специфична, неточност на ватамерите е грешката, дължаща се на консумацията на електроенергия на нейните бобини.

При измерване на потреблението на енергия от товара е вероятно да се използват схеми за превключване на две ватовеметри, които се различават от включването на неговата паралелна верига (фигура 2).

Фиг. 2. Схеми за включване на паралелната намотка на ваметъра

Ако не се вземат под внимание на смените фаза между напрежения и токове в намотките и да поемат чисто резистивен H натоварване, грешки β (а) и β (б), което се дължи на рулони консумацията на електроенергия от електромера, за схемите на фиг. 2, а и Ь:

където Pi и Pu са съответно консумираната мощност от редуващи се и успоредни вериги на ватометъра.

Формули за β (а) и β (б) че грешката може да има забележима стойност само когато измерванията на мощност при ниска мощност схеми, т.е.. Д. Когато Pi и Pu съизмерим с рН.

Ако промените символа само на един от токовете, тогава посоката на разликата на движещата се част на ваметъра ще се промени.

Уотмерът има две двойки скоби (редуващи се и успоредни вериги) и в зависимост от включването им в схемата, посоката на разликата в показалеца може да бъде различна. За правилното включване на датчик, една от всяка двойка клеми се обозначава с "*" (звездичка) и се нарича "генераторна скоба".

Училище за електротехник