11. Если по заданию прелодавателя надо исследовать ваттметр,

включенный по второй схеме (рисунок 1.3, а), то при сборке ее следует руководствоваться указа­ниями пункта 2.

Рисунок 1.4. - Примерный график поправок к техническому ваттметру: I - при номинальном напряжении ваттметра; 2 - при напряжении меньше номинального на 20 %.

При выключенном выключа­теле SA1 ползунок реостата R1 установить в верхнее (по схеме) положение. Ввести полностью сопротивления, реостатов R1 и R3, переключатель SA2 поставить в положение 1. Подготовить установку к измерениям по указаниям пункта 3 описания этой работы.

Исследования провести, выполняя указания пунктов 4, 5, 6, 7, 8 и 9. В отличие от указаний пункта 4 регулировать силу тока в последовательной цепи реостатами R1 и R3.

Закончив измерения, отключить питание выключателем SA1.

12. Переключатель SA2 установить в положение 2. Реостаты Rl, R2, R3 должны быть в начальных положениях. Выполнить все измерения по указаниям пункта 11.

Показания приборов записать в таблицу 1.4.

13. Результаты измерений и вычислений показать преподавателю и по его разрешению разобрать схему.

Содержание отчета о работе

1. Наименование и цель работы.

2. Таблица с перечнем приборов и оборудования, применявшимися в работе и их основными техническими характеристиками.

3. Поверочные схемы.

4. Основные расчетные формулы.

5. Результаты поверки и необходимые расчеты.

6. График зависимости абсолютной, относительной и приведенной погрешности от показаний поверяемого прибора.

7. Выводы по работе.

Контрольные вопросы

1. Какие операции предусматривает поверка?

2.По какой погрешности устанавливают класс точности прибора и почему?

3. Что называется абсолютной, относительной и приведенной погрешностями? Что такое поправка?

4. Как определяют время установления показаний прибора?

5. Назовите виды поверок, их назначение?

6. Какие обозначения наносят на шкалу прибора?

7. Какие виды измерений применяют?

8. Что такое цена деления шкалы и как она определяется?

9 Как определяют вариацию показаний, прибора?

10. Какие погрешности называются динамическими и статическими?

11. Охарактеризуйте приборы, применявшиеся в работе.

12. Начертите и поясните схему включения в цепь неподвижной и подвижной катушек ваттметра.

13. Как определяют верхний предел измерений образцового ваттметра?

14. Как определяют цену деления шкалы образцового ваттметра?

15. Как изменяются абсолютная и относительная погрешности технического ваттметра при снижении напряжения (ниже номинального)?

Литература .

1. Фремке А.В., Душин Е.М. Электрические измерения. - Л.: Энергия. 1980.-е. 16-20, 36-41.

2. Электрические измерения: Учебное пособие для вузов /В.Н. Малиновский, P.M. Демидова-Панфелова, Ю.Н. Евланов и др. Под ред. д.т.н. В.Н. Малиновского. - М.: Энергоатомиздат, 1980.-с. 19-26.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2 Поверка однофазного индукционного счетчика

Цель: ознакомиться с устройством однофазного счетчика, принципом его работы и методами поверки.

Поверка счетчиков электрической энергии определяется по одному из способов: 1) ваттметра и секундомера. При этом способе определяют дейст­вительное значение электроэнергии, вызвавшей заданное число оборотов вращения диска счетчика; 2) образцового счетчика. В данном случае показа­ния поверяемого счетчика сравнивают с показаниями образцового счетчика.

Рисунок 2.1. - Однофазный индукционный счетчик: 1 - трехстержневой магнитопровод с обмоткой цепи напряжения U; 2 - алюминиевый диск, жестко укрепленный на оси подвижной части; 3 - противополюс из магнитомягкого материала; 4 - короткозамкнутые витки; 5 - П-образный магнитопровод с двумя последовательно соединенными токовыми обмотками; 6 - обмотка, замкнутая на проволочный резистор 7 с регулируемым с помо­щью перемычки 8 сопротивлением; 9 - счетный механизм; 10 - пластинка с флажком, выполненная из магнитомягкого материала; 11 - стальной крючок; 12 - постоянный магнит для создания тормозного момента; 13 - стальной поводок для создания и регу­лировки компенсационного момента.

Поверка счетчиков классов точности 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; и 3,0 должна производиться при нормальных условиях:

- отклонение счетчика от вертикального положения не превышает 1°;

- напряжение питания не отличается от номинального более, чем на ±1 %;

- температура окружающего воздуха не отличается от 20 °С более, чем на ±3 %.

В данной работе производится частичная поверка счетчика активной энергии, предусматривающая применение ваттметра и секундомера.

Краткие сведении об индукционных счетчиках

Потребляемая нагрузкой электрическая энергия определяется по формуле:

,

где Р - активная мощность нагрузки, Вт.

Устройство индукционного счетчика типа СО схематично показано на рисунке 2.1.

В создании вращающего момента участвуют только потоки Фu и ФI (рисунок.2.2), которые замыкаются через магнитопроводы и пересекают диск счетчика:

Рисунок 2.2. – векторная диаграмма однофазного счетика.

, (2.1)

где ψ - угол между векторами потоков Ф_U и Ф_I.

При работе на линейном участке кривой намагничивания магни-топроводов

имеем:

где U - напряжение, питающее обмотку рисунок 2.2. - Векторная диаграмма напряжения; однофазного счетчика

I_U и I - соответственно токи в обмотках напряжения и тока;

Zu- модуль полного сопротивления обмотки цепи напряжения.

Учитывая, что Z_U r_U, можно принять Z_U Х_U = 2, следовательно, поток

Подставив значения потоков Ф_I и Ф_U в (2.1), получим

(2.2)

где k = сk=1 * k₃.

Вращающий момент (2.2) будет пропорционален активной мощности при выполнении равенству sin у — cos , когда углы и (рисунок 2.2) являются дополнительными, т.е. + =90°. Для выполнения такого условия необходимо иметь угол β> 90°, так как β = + +α₁ .Обеспечение равенства + = 90° при угле β > 90° достигается за счет изменения угла потерь α_I с помощью короткозамкнутых витков 7 (грубая регулировка) и обмотки 8, замкнутой на проволочный резистор 9. При этом выражение (2.2) примет вид:

(2.3)

Обеспечить равномерную угловую скорость диска можно за счет тор­мозного момента Мт, создаваемого постоянным магнитом 6:

М_Т=С₁Ф_М*I_М.

Подставив в это уравнение значение I_м = С2Ф_М , получим

М_т = С₃ (2.4)

где С₃ =С] *С₂ * .

Приравнивая (2.3) к (2.4), имеем:

или

(2.5)

Интегрируя (2.5) по времени от t1, до t2 , получим kW = С₃ 2 , откуда;

где W - активная энергия, учтенная счетчиком за время от t1 до t2

n - число оборотов диска за это время;

С - постоянная счетчика.

Следует различать номинальную и действительную постоянную счетчика. На шкале счетчика наносятся данные: единица энергии W и передаточное число A, например: 1 кВт/ч - 1200 оборотов диска.

Номинальная постоянная счетчика - это энергия, учитываемая счетчиком за один оборот диска:

Действительной постоянной счетчика называется количество энергии, реально израсходованное в цени за один оборот диска:

Относительную погрешность счетчика определяют по формуле

(2.6)

где W_CЧ - значение энергии, учтенной счетчиком;

W - значение энергии, реально израсходованной в цепи (определяют по образцовому ваттметру и секундомеру).

Кроме погрешности ГОСТом нормируется порог чувствительности

счетчика:

(2.7)

где l_min P_min - наименьшее значение тока и мощности, при котором начинается непрерывное вращение диска;

I_Ю U_Ю - номинальный ток и напряжение.

По ГОСТ 6570-96 порог чувствительности не должен превышать 0,4 % для счетчиков класса точности 0,5 и 0,5 % для классов 1,0; 1,5; 2,0.

Другим важным показателем, оценивающим качество счетчика и его настройки, является отсутствие самохода, т.е. вращения диска при наличии напряжения в параллельной обмотке и отсутствии его в токовой обмотке.

Оборудование и измерительные приборы лабораторной установки а) номинальная постоянная счетчика;

Рисунок 2.3. – Схема поверки однофазного счетчика

4. Схема включения приборов для поверки счетчика показана на рисунке 2,3. По этой схеме выполняют частичную поверку однофазного счетчика методом, предусматривающим применение ваттметра и секундомера, т.е. можно проверить счетчик на отсутствие самохода, определить порог чувствительности счетчика и погрешность при различных нагрузках при значении cos = 1

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с приборами, установленными на стенде и внести в отчет, их паспортные данные.

2. Проверить счетчик на отсутствие самохода. Для этого разомкнуть ключ. SA2 и при I = 0 проверить, если диск счетчика не совершает более одного оборота, то самоход отсутствует.

.3. Определить порог чувствительности счетчика. Для этого при номи­нальном напряжении плавно увеличивать ток нагрузки от нуля до тех пор, пока диск счетчика не начнет вращаться (ключ SA2 включен). Внести в отчет значение Р_min, определенное по ваттметру. Вычислить значение S по формуле (2.7).

3. Найти по формуле (2.6) относительную погрешность счетчика при U — U_H и I = I_н. Для определения W_CЧ необходимо с помощью секундомера измерить время, в течение которого диск счетчика совершает n целых оборотов. Выбирают такое число n, при котором время t не менее 50-60 с. За измеренное значение t берут среднее арифметическое из трех измерений. Значения С и С_д определяют по формулам:

а) номинальная составляющая счетчика:

здесь N₀ - передаточное число счетчика, указанное на его щитке;

б) действительная постоянная счетчика

Провести несколько измерений мощности и энергии при 5-J-7 различных значениях тока по заданию преподавателя. Результаты занести в таблицу

2.1.

Таблица 2.1. – результаты наблюдений и вычислений

I	Pw	n	t	Cn	Cд
А	Вт	об	с	Вт*с/об	Вт*с/об	%

Содержание отчета о работе

1. Наименование и цель работы.

2. Поверочные схемы.

3. Протоколы наблюдений и необходимые расчеты.

4. Заключение о поверяемом счетчике.

5. График зависимости = f(I).

6. Вывод.

Контрольные вопросы

1. Какие моменты действуют на диск счетчика?

2. Как определяется номинальная и действительная постоянные счетчика?

3. Что такое самоход счетчика?

4. Как определяется погрешность счетчика?

5. Какие приборы необходимы для поверки счетчика?

6. От чего зависит погрешность счетчика?

7. Как определить порог чувствительности счетчика?

8. Чему пропорционален вращающий момент счетчика?

9. Объясните принцип действия и устройство счетчика.

10. За счет чего происходит изменение угла потерь счетчика?

Литература

1. Фремке А.В., Душин Е.М. Электрические измерения -Л. ; Энергия. 1980 .- с. 75-78,121-127.

2. Электрические измерения: Учеб.пособ. для вузов/В.И. Малиновский, Р.М-Демидова-Панферова, Ю.КЕвланов и др.; Под ред. д.т.н. В.Н.Малиновского. - М.: Энергоатомиздат. 1985, с. 18.

Оглавление

. 1. Общие рекомендации по выполнению работ 3

2. Обработка результатов показаний прибора 3 2.1.Рекомендации по измерению электрических величин 5

3. Требования к содержанию, оформлению и защите отчета 6 Лабораторная работа №1 7 Лабораторная работа №2 18 Оглавление 24