(Для двигателя постоянного тока)

5. Пользуясь мультиметром в режиме омметра со звуковой индикацией:

- определить к какой обмотке относятся выводы на клеммной колодке двигателя;

- определить сопротивление каждой обмотки;

- определить наличие / отсутствие замыкания обмотки на корпус, наличие / отсутствие обрыва.

По результатам измерений начертить в отчете клеммную колодку электродвигателя, указать к какой обмотке относятся выводы на клеммной колодке двигателя, записать сопротивление каждой фазной обмотки, сделать заключение по данному пункту.

6. По результатам работы оформить отчет и сформулировать выводы.

Рис.9. Электрическая схема запуска электродвигателя.

Лабораторная работа 7 Учет электроэнергии в сетях переменного тока

Цель работы:

1. Изучить методы измерения активной и реактивной мощности в сетях переменного тока.

2. Изучить измерительные приборы и схемы их подключения.

3. Изучить способы увеличения пределов измерений КИП.

4. Изучить влияние на точность учета электроэнергии КИП рода нагрузки и схем подключения.

5. Изучить неполноценные режимы работы приборов учета электрической энергии.

Основные теоретические положения

Однофазные счетчики активной энергии индукционной системы — ин-тегрирующие устройства, учитывающие электрическую энергию в цепях переменного тока частоты 50 Гц. На табличке этих приборов (рис. 1) указаны номинальное напряжение и диапазон токов - нижняя гра­ница является номинальным током, а верхняя — максимальным, до которого сохраняется необходимая точность счетчика. Учет электрической энергии выполняет роликовый счет­ный механизм из нескольких роликов, сидящих свободно на горизонтальной оси (рис.1).

Рис. 1. Лицевая панель и механизм учета

Эти ролики приводятся в движение через систему червячных и зубчатых передач от вертикальной оси счетчика, где укреплен тонкий алюминиевый диск, вращающийся слева направо при включенных приемниках. На торцевую поверхность диска на­несена полоска красного цвета, позволяющая считать число его оборотов. Вместе с диском непрерывно вращается первый справа ролик счетного ме­ханизма, полный оборот которого вызывает поворот второго ролика на одну десятую часть его полного оборота. Полный оборот второго ролика вызывает поворот третьего ролика на одну десятую часть его полного оборота и т. д. На торцовых поверхностях роликов нанесены цифры от 0 до 9, которые видны через отверстия таблички счетчика.

Величина электрической энергии за некоторый промежуток времени определяется разностью отсчетов по счетному механизму в конце и начале данного отрезка времени. Каждой единице зарегистрированной электриче­ской энергии в соответствии со значением передаточного числа червячных и зубчатых передач между счетным механизмом и осью счетчика отвечает определенное число оборотов N_H, называемое передаточным числом счетного механизма. Передаточное число нанесено на табличку счетчика (рис. 1) в виде надписи «1 кВт • ч —N_h оборотов диска». На этой же табличке имеется стрелка с приводом через чер­вячную передачу от оси счет­чика, указывающая число оборотов диска.

Обратная передаточному числу счетного механизма, величина С_н, определяет энер­гию, зарегистрированную счет­чиком за один оборот диска, и называется номинальной по­стоянной счетчика. Если эта энергия измерена в , то номинальная постоянная счет­чика будет

Измерительный механизм счетчика имеет магнитную систему состоящую из двух электромагнитов переменного тока с магнитопроводами из тонких изолированных друг от друга листов электротехнической стали и неподвижными обмот­ками I и II (рис. 2).

Рис. 2 Магнитная система счетчика

Первая обмотка — параллельная — имеет боль­шое число витков тонкого провода и включается на напряжение сети. Вторая обмотка — последовательная — имеет малое число витков толстого провода; она соединена последовательно с приемниками, обусловливающими ток нагрузки. Так как магнитопровод электромагнита с параллельной обмоткой почти замкнутый, а магнитопровод электромагнита с последовательной об­моткой имеет большой воздушный участок в магнитной цепи, то переменные токи в обмотках I и II возбуждают магнитные потоки, пропорциональные соответственно напряжению U и току I, которые сдвинуты по фазе и не сов­падают в пространстве. В результате этого возбуждается бегущее магнитное поле, которое наводит в подвижном алюминиевом диске Д соответствующие ЭДС и вихревые токи. Эти токи взаимодействуют с бегущим магнитным полем и вовлекают диск в непрерывное вращение.

Средний вращающий момент определяется по формуле

где k₁ — коэффициент, зависящий от конструктивных особенностей счетчика;

U — напряжение на зажимах параллельной обмотки, В;

I — ток в последовательной обмотке счетчика, А;

cos — коэффициент мощности приемников.

Так как диск вращается в поле постоянного подковообразного магнита М и пересекает его магнитные линии, то в диске индуктируются ЭДС и возникают вихревые токи, которые взаимодействуют с магнитным полем посто­янного магнита, в результате чего создается тормозной момент

где k₂ — коэффициент пропорциональности;

п — частота вращения диска счетчика.

При равномерном движении диска и достаточно большой частоте его вращения, когда трением можно пренебречь, вращающий и тормозной мо­менты по абсолютным величинам одинаковы, т. е.

|М| = |М_Т| (4)

или

k₁UI cos =k₂n (5)

откуда

UI cos =Сп, (6)

где С — отношение постоянных коэффициентов k₂ и k₁. Из равенства (6) видно, что активная мощность

Р = UI cos (7)

пропорциональна частоте вращения п диска счетчика, т. е.

Р = Сп, (8),

а количество электрической энергии W за время t, учитываемое счетным ме­ханизмом счетчика, будет

где N — число оборотов диска счетчика за время t.

Величина называется действительной постоянной счетчика электрической энергии и представляет собой количество энергии, потребленное приемниками за время одного полного оборота диска.

Отклонение действительной постоянной С счетчика от его номинальной постоянной С_н характеризуется относительной погрешностью

где W — действительное значение величины электрической энергии, по- требленной за время t, определенное по показаниям образцовых приборов;

W_H — значение величины электрической энергии, определенное по по­казаниям поверяемого счетчика за то же время t, подсчитанное по формуле

где N — число оборотов диска за то же время t.

Определение относительной погрешности счетчика с роликовым счет­ным механизмом не должно проводиться, когда происходит одновременное перемещение более трех роликов.

Поверка правильности работы счетчика проводится контролем частоты вращения его диска по показаниям контрольных вольтметра и амперметра, образцового ваттметра и секундомера, причем полное число оборотов диска выбирают так, чтобы соответствующее ему время было не менее 50 с.

В неправильно отрегулированных счетчиках при отсутствии нагрузки мо­жет наблюдаться непрерывное вращение диска, получившее название самохода счетчика. При соответствующей регулировке самоход должен отсутствовать при изменении напряжения в пределах от 80 до 110% номинального, а вклю­чение ненагруженного счетчика может вызвать только поворот диска до од­ного оборота, а затем подвижная часть счетчика должна все время находиться в покое. Время определения отсутствия самохода счетчика должно быть не менее 10 мин.