Taxivsamare.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Трёхфазный ток. Преимущества при генерации и использовании

Большинство людей, за исключением специалистов — электриков, имеют весьма смутное представление, что такое так называемый «трёхфазный» переменный ток, да и в понятиях, что такое сила тока, напряжение и электрический потенциал, а также мощность, — часто путаются.

Попытаемся простым языком дать начальные понятия об этом. Для этого обратимся к аналогиям. Начнём с простейшей – протекания постоянного тока в проводниках. Его можно сравнить с водным потоком в природе. Вода, как известно, всегда течёт от более высокой точки поверхности к более низкой. Всегда выбирает самый экономичный (наикратчайший) путь. Аналогия с протеканием тока – полнейшая. Причём количество воды протекающей в единицу времени через какое-то сечение потока будет аналогично силе тока в электрической цепи. Высота любой точки русла реки относительно нулевой точки – уровня моря – будет соответствовать электрическому потенциалу любой точки цепи. А разница в высоте любых двух точек реки будет соответствовать напряжению между двумя точками цепи.

Используя эту аналогию можно легко представить в уме законы протекания постоянного электрического тока в цепи. Чем выше напряжение – перепад высот, тем больше скорость потока, и, следовательно, количество воды протекающей по реке в единицу времени.

Трёхфазный ток

Водный поток, точно так же как электрический ток при своём движении испытывает сопротивление русла – по каменистому руслу вода будет протекать бурно, меняя направление, немного нагреваясь от этого (бурные потоки даже в сильные морозы не замерзают вследствие нагрева от сопротивления русла). В гладком канале или трубе вода потечёт быстро и в итоге в единицу времени канал пропустит гораздо больше воды, чем извилистое и каменистое русло. Сопротивление потоку воды полностью аналогично электрическому сопротивлению в цепи.

Теперь представим закрытую бутылку, в которой налито немного воды. Если мы начнём эту бутылку вращать вокруг поперечной оси, то вода в ней будет перетекать попеременно от горлышка к донышку и наоборот. Это представление – аналогия переменному току. Казалось бы, одна и та же вода перетекает туда-сюда и что? Тем не менее, этот переменный поток воды способен совершать работу.

ВАФ РЕТОМЕТР-М3

Вольтамперфазометр (ВАФ) РЕТОМЕТР-М3 позволяет с высокой точностью (0,1% и 0,5% относительной погрешности по напряжению и току соответственно) проводить измерения параметров трехфазных и однофазных цепей. Являясь дальнейшим развитием серийно выпускаемого РЕТОМЕТР-М2, новый прибор имеет усовершенствованное управление и расширенные функциональные возможности.

Отличительной особенностью РЕТОМЕТР-М3 является большой (для данного класса приборов) цветной графический сенсорный дисплей, который обеспечивает наглядное представление измеряемых параметров в текстовом и графическом виде, а также удобное управление. В приборе реализована возможность измерения переменного тока и напряжения по 4 каналам, измерения постоянного тока и напряжения, осциллографирование 3-х фазных токов и напряжений, а также дополнительная функция экспресс-проверки высоковольтного выключателя. На рис. 2 представлено главное меню прибора, где отображены все его программные модули. Рассмотрим более подробно каждый из них.

Рис. 2. Главное меню

Таблица 1. Технические параметры устройства

Количество измерительных каналов тока и напряжения4+4
Диапазон частот измеряемого напряжения переменного тока, Гц40 — 80
Род токапеременный, постоянный
Диапазон измерений напряжения, В0,1-600
Диапазон измерений переменного тока, А0,04-40
Диапазон измерений постоянного тока, А1-40 А, 40-300 А
Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения напряжения, %0,1 AC/0,5 DC
Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения напряжения, %0,5 AC/2,5 DC
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения± 0,002 Гц
Пределы допускаемой абсолютной основной приведенной погрешности измерения угла сдвига фаз0,10/ 0,50/ 10
Читать еще:  Регулировка сцепления ямз 238 при то

Однофазный режим

В данном режиме осуществляется измерение тока и напряжения однофазной системы с расчетом полной, активной и реактивной мощности, КПД – cosφ и потери – tgφ, а также, полного, активного и реактивного сопротивления контролируемой цепи. Благодаря большому дисплею все результаты, как измеряемые, так и рассчитываемые, наглядно отображаются в одном окне (рис. 3).

Рис. 3. Однофазный режим

Трехфазный режим

Данный режим позволяет не только провести измерения основных значений каждой фазы, но и автоматически рассчитать дополнительные параметры, необходимые для анализа трехфазной системы, а также осуществить построение векторной диаграммы, что дает наглядное представление о чередовании фаз. Для удобства восприятия пользователем информации измерения сгруппированы и размещены на отдельных вкладках:

  • измерение тока, напряжения, частоты и фазы по всем 4-м каналам тока и 4-м каналам напряжения;
  • построение векторной диаграммы 3-х токов и 3-х напряжений с соблюдением цветовой схемы желтый-зеленый-красный, с возможностью вывода на векторной диаграмме значений уровней тока и напряжения (рис. 4);
  • расчет мощностей и cosφ по трем фазам;
  • расчет напряжений и токов симметричных составляющих;
  • расчет мощностей симметричных составляющих.

Рис. 4. Одна из вкладок трёхфазного режима

Осциллографирование

Функция осциллографирования тока и напряжения по трем фазам (рис. 5) дает возможность пользователю наглядно оценить форму измеряемых сигналов и сделать заключение о наличии искажений, гармоник, апериодической составляющей и др. Настройки позволяют выбирать каналы для осциллографирования, пределы измерителей (для более точного отображения формы сигнала), а также канал и фронт синхронизации (рис. 6).

Рис. 5. Осциллографирование

Рис. 6. Настройка осциллографа

Гармоники

Для оценки качества измеряемой сети реализован модуль «Гармоники», который позволяет проанализировать гармонический состав измеряемого сигнала, благодаря чему пользователь может осуществлять поиск источника искажений без применения дорогих устройств анализа сети.

Экспресс-проверка высоковольтных выключателей

Функция экспресс-проверки позволяет оценить, насколько правильно работает привод выключателей, управляемых постоянным оперативным током, путем осциллографирования тока катушек включения и отключения выключателя. Такая проверка особенно важна при тестировании выключателей с пружинным приводом, поскольку снижение скорости, изначально заложенной производителем ВВ, из-за неисправностей пружин или привода может привести к аварийной ситуации на объекте, вызвать каскадное отключение, повреждение дорогостоящего оборудования и другие последствия.

Различают два вида экспресс-проверки:

Первое отключение (онлайн проверка)

Измерение тока катушки отключения осуществляется в момент вывода высоковольтного выключателя из работы, что позволяет оценить функционирование привода в рабочем режиме. Ограничение состоит лишь в том, что данное измерение можно провести только один раз.

В данном случае используется схема, представленная на рис. 7.

Рис. 7. Схема проверки при первом отключении

Для большей информативности о состоянии основных контактов ВВ (открыты/закрыты) параллельно с осциллографированием постоянного тока катушки отключения проводится измерение переменного тока во всех трех фазах вторичных цепей с помощью токовых клещей, а также измеряется напряжение оперативного питания в режиме реального времени (рис. 8).

На дисплее проверочного устройства отображаются графики тока и напряжения оперативного постоянного тока, а также токи во вторичных цепях. Для удобства сравнения графиков в устройстве реализован расчет параметров, а именно: пиковые значения тока, напряжение до коммутации и во время коммутации, время замыкания/размыкания основных контактов (рассчитывается по пропаданию тока во вторичных цепях).

Рис. 8. Пример осциллограммы токов и напряжения, где 1-2 – время до фиксатора 3 – время до буффера 4 – отключение основных контактов 5 – отключение дополнительных контактов 6 – отключение питания

Проверка выведенного высоковольтного выключателя (оффлайн проверка).

Поскольку все измерения проводятся на выведенном ВВ, очевидное преимущество данного вида проверки состоит в возможности его многократного повторения.

Читать еще:  Регулировка свет фар японского авто

Схема подключения выглядит следующим образом (рис. 9).

Рис. 9. Схема проверки выведенного ВВ

При проверке выведенного ВВ для обтекания его основных контактов используется трехфазный генератор тока, включенный в комплект поставки. Остальные измерения аналогичны проверке при первом отключении.

Табл. 2. Технические характеристики для экспресс-проверки ВВ

ХарактеристикаДиапазонТочность
Измерение постоянного токадо 300 А2,5 %
Измерение напряжения постоянного токадо 600 В0,5 %
Измерение переменного токадо 40 А1,5 %
Измерение переменного напряжениядо 600 В0,5 %
ПитаниеLi-ion

Процедура проверки ВВ удобна и интуитивна понятна. Новое испытание запускается нажатием на соответствующую кнопку (рис.10), далее производится выбор типа коммутации и вводится название объекта испытаний (рис. 11), после чего на экран выводится полная схема подключения устройства РЕТОМЕТР-М3 к объекту испытания (рис. 12).

Рис. 10. Проверка ВВ

Рис. 11. Параметры испытания ВВ

Рис. 12. Модуль экспресс-проверки

Всё, что нужно сделать пользователю далее – это нажать кнопку старт, и устройство перейдет в режим ожидания коммутации. После коммутации проверяемого выключателя на экране появится результат проверки (рис. 13), который можно сохранить в архив.

По окончании проверок все результаты могут быть сохранены в память прибора на карту памяти формата microSD, а также записаны с помощью кардридера или напрямую переданы на компьютер через Ethernet.

Рис. 13. Результат испытания вакуумного выключателя 10 кВ

Настройки

Данный модуль предназначен для обновления внутренней программы прибора, а также регулировки яркости экрана при различном освещении. Здесь же производится калибровка прибора, но эта функция доступна только сотрудникам завода-изготовителя и предприятиям, занимающимся поверкой приборов.

Принцип действия

Разновидности агрегатов

Описываемые приспособления похожи по своему функциональному назначению. Конструктивно и визуально самым простым считается реостат ползункового типа. Он подсоединяется к цепи с помощью верхней и нижней клеммы. Прибор сконструирован таким способом, что ток поступает по всей длине провода, а не в поперечном направлении витков. Это осуществляется благодаря надежной изоляции проводников.

Важно! Большинство положений бегунка используют только часть реостата. При изменении длины проводника осуществляется регулировка силы электротока в рабочей цепи. С целью предупреждения преждевременного износа витков ползунок оснащается скользящим контактом (колесико или стержень из графита).

Часто реостат применяют для регулирования в цепи вместо потенциометра. В таком случае выполняется его подключение с помощью трех клемм. В нижней части две из них являются входом, соединяются с источником напряжения. Одна нижняя клемма и верхняя свободная используются в качестве выхода. Когда происходит передвижение ползунка, напряжение без труда регулируется.

Реостат имеет свойство функционировать в балластном режиме, в чем может возникнуть необходимость при создании активной нагрузки во время потребления энергии. В такой ситуации рекомендуется учитывать рассеивающие способности используемого агрегата. Если есть избыточное тепло, прибор выходит из строя. При подключении в электросеть нужно правильно рассчитать рассеиваемую мощность реостата, если требуется, создать достаточное и правильное охлаждение.

Основные виды конвекторов

Самые распространённые разновидности этого отопительного прибора – настенный и напольный. Рассматривая первый из указанных типов конвекторов, стоит отметить, что такое устройство имеет повышенную теплоотдачу и способствует эффективному, равномерному распределению тёплого воздуха по комнате.

В отличие от настенных, напольные конвекторы более мобильны, ведь они оснащены удобными колёсиками для простого перемещения по комнатам. Если в такое устройство встроен датчик опрокидывания, оно автоматически отключит отопительные прибор при случайном падении. Это поможет свести к нулю вероятность возникновения пожара.

Читать еще:  Как отрегулировать байпас на турбине

Описание и принцип работы регулятора мощности РМ-2

Электронный регулятор мощности РМ-2 AKIP-DON – это устройство, которое управляет полупроводниковым элементом (в нашем случае симистором), в соответствии с заданным пользователем значением напряжения для обеспечения постоянно одинаковой мощности работы нагрузки. С помощью регулятора мощности РМ-2, возможно регулировать и поддерживать на одном уровне яркость освещения, нагрев ТЭН ов, обогревателей, дистилляторов, ректификационных колонн, работу асинхронных электродвигателей.

Принцип работы регулятора мощности РМ 2 состоит в том, что он подает управляющие импульсы на силовой элемент (симистор), и таким образом, то открывая, то закрывая его, удерживает на выходе высокоточное и стабильное среднеквадратичное значение заданного напряжения. Полученная форма питания подходит не для всех потребителей, но для их большинства. Можно применять для всех активных нагрузок и для некоторых реактивных. Применение для реактивных нагрузок определяется степенью искажения синусоидальной формы напряжения (зависит от разницы Uвх сети и Uвых заданного, больше разница – больше искажения) и ее воздействием на конкретный прибор с емкостной или индуктивной составляющей. Определяется паспортными данными или методом испытания.

Надо понимать, что данная схема не является стабилизатором напряжения и не может выдать величины, более тех, что поступают на ее вход. Для примера: нельзя получить стабильные 210 вольт, если у нас на входе 180-200. Т.е. прибор может стабильно поддерживать установленное значение, например 220В, если колебания в сети Uвх ≥ 220 В. Или Uвых = 180В, если Uвх ≥ 180 В. Может уменьшить, но не может увеличить.

Методика правильного расчета мощности ТЭНа и напряжения для получения нужных показателей нагрева, приведена в описании его полного аналога, но в уменьшенном варианте корпуса ( с 3-х до 2-ух модулей) для экономии места в РЩ — модель РМ-2-mini. Там же есть готовая таблица расчетных значений для основных номиналов ТЭНов.

Датчики, основанные на реостатах

Между положением ползунка реостата, его сопротивлением, силой тока в цепи и напряжением существуют прямые зависимости. Эти особенности лежат в основе датчика угла поворота. Каждому положению ротора в таком устройстве соответствует определенная электрическая величина.

Постепенно такие датчики вытесняются магнитными и оптическими аппаратами. Связанно это с тем что характеристика зависимости угла и сопротивления, помехонеустойчива от влияния температурного воздействия. Также свою долю в вытеснение реостатных датчиков вносит переход к цифровым системам. Резистивные измерители можно встретить только в схемах, использующих аналоговые сигналы.

Диммирование

Управление светильником, запитываемым при помощи стабилизатора тока, реализуется просто — достаточно поместить силовой ключ последовательно источнику тока. Здесь, опять же, сохраняется возможность адаптировать решение под требования конкретного приложения — силовой ключ может быть как верхним, так и нижним (рисунок 6).

Управление светодиодным светильником с источником тока

Рис. 6. Управление светодиодным светильником с источником тока

Для плавной регулировки яркости освещения применяется ШИМ. Для светодиодов максимальная типовая частота переключения составляет порядка 10 МГц (время включения/выключения

100 нс). Частота ШИМ при этом будет варьироваться от 100 Гц до 100 кГц. Частота ниже 100 Гц не рекомендуется по причине заметного на глаз мерцания. Частоты 5…20 кГц необходимо использовать достаточно осторожно, так как при определенных условиях возможна генерация звуковых колебаний. Также желательно не использовать при ШИМ циклы менее 1:10 — эта мера, совместно с фильтрами помех, позволит снизить уровень электромагнитных шумов. Фактически, для полноценной регулировки яркости будет необходимо варьировать не только длительность импульсов, но и частоту их следования.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector