Meter fasa - tujuan, jenis, peranti dan prinsip tindakan

Alat pengukur elektrik dipanggil meter fasa, fungsinya adalah untuk mengukur sudut fasa antara dua ayunan elektrik frekuensi malar. Sebagai contoh, menggunakan meter fasor, anda boleh mengukur sudut fasa dalam rangkaian voltan tiga fasa. Meter fasa sering digunakan untuk menentukan faktor kuasa, kosinus phi, sebarang pemasangan elektrik. Oleh itu, meter fasa digunakan secara meluas dalam pembangunan, pentauliahan dan pengendalian pelbagai peranti dan radas elektrik dan elektronik.

Apabila fasor disambungkan ke litar yang diukur, peranti disambungkan ke litar voltan dan ke litar pengukuran semasa. Untuk rangkaian bekalan tiga fasa, fasor disambungkan oleh voltan kepada tiga fasa, dan oleh arus ke belitan sekunder pengubah arus juga dalam tiga fasa.

Bergantung pada peranti meter fasa, skema sambungan yang dipermudahkan juga mungkin, apabila ia juga disambungkan kepada tiga fasa dengan voltan, dan oleh arus - kepada hanya dua fasa.Fasa ketiga kemudiannya dikira dengan menambah vektor hanya dua arus (dua fasa yang diukur). Tujuan meter fasa - ukuran phi kosinus (faktor kuasa), jadi dalam bahasa biasa mereka juga dipanggil «meter kosinus».

Hari ini anda boleh menemui meter fasa dua jenis: elektrodinamik dan digital. Meter fasa elektrodinamik atau elektromagnet adalah berdasarkan skema mudah dengan mekanisme berkadar untuk mengukur anjakan fasa. Dua bingkai dilekatkan secara tegar antara satu sama lain, sudut antaranya ialah 60 darjah, dipasang pada paksi dalam penyokong dan tiada momen mekanikal yang bertentangan.

Di bawah keadaan tertentu, yang ditetapkan dengan menukar anjakan fasa arus dalam litar kedua-dua bingkai ini, serta sudut lampiran bingkai ini antara satu sama lain, bahagian alih peranti pengukur diputar dengan sudut yang sama. kepada sudut fasa. Skala linear peranti membolehkan anda merekodkan hasil pengukuran.

Mari kita lihat prinsip operasi meter fasa elektrodinamik. Ia mempunyai gegelung tetap arus I dan dua gegelung bergerak. Arus I1 dan I2 mengalir melalui setiap gegelung yang bergerak. Arus yang mengalir mencipta fluks magnet dalam kedua-dua gegelung pegun dan gegelung bergerak. Sehubungan itu, fluks magnet yang berinteraksi bagi gegelung menghasilkan dua tork M1 dan M2.

Nilai momen ini bergantung pada kedudukan relatif kedua-dua gegelung, pada sudut putaran bahagian bergerak alat pengukur, dan momen ini diarahkan ke arah yang bertentangan.Nilai purata momen bergantung pada arus yang mengalir dalam gegelung bergerak (I1 dan I2), pada arus yang mengalir dalam gegelung pegun (I), pada sudut anjakan fasa arus gegelung bergerak berbanding dengan arus dalam gegelung pegun (ψ1 dan ψ2 ) dan pada belitan parameter reka bentuk.

Akibatnya, bahagian alih peranti berputar di bawah tindakan momen ini sehingga keseimbangan berlaku, disebabkan oleh kesamaan momen yang terhasil daripada putaran. Skala meter fasa boleh ditentukur dari segi faktor kuasa.

Kelemahan meter fasa elektrodinamik ialah pergantungan bacaan pada frekuensi dan penggunaan tenaga yang ketara daripada sumber yang dikaji.

Meter fasa digital boleh dilaksanakan dalam pelbagai cara. Sebagai contoh, meter fasa pampasan mempunyai tahap ketepatan yang tinggi walaupun ia dijalankan dalam mod manual. Walau bagaimanapun, pertimbangkan cara ia berfungsi. Terdapat dua voltan sinusoidal U1 dan U2, anjakan fasa antara yang perlu anda ketahui.

Voltan U2 dibekalkan kepada penukar fasa (PV), yang dikawal oleh kod daripada unit kawalan (UU). Peralihan fasa antara U3 dan U2 diubah secara beransur-ansur sehingga keadaan dicapai di mana U1 dan U3 berada dalam fasa. Dengan melaraskan tanda peralihan fasa antara U1 dan U3, pengesan sensitif fasa (PSD) ditentukan.

Isyarat keluaran pengesan sensitif fasa disalurkan ke unit kawalan (CU). Algoritma pengimbangan dilaksanakan menggunakan kaedah kod nadi. Selepas proses pengimbangan selesai, kod faktor anjakan fasa (PV) akan menyatakan anjakan fasa antara U1 dan U2.

Majoriti meter fasa digital moden menggunakan prinsip pengiraan diskret.Kaedah ini berfungsi dalam dua langkah: menukar anjakan fasa kepada isyarat tempoh tertentu, dan kemudian mengukur tempoh nadi ini menggunakan nombor diskret. Peranti mengandungi penukar fasa ke nadi, pemilih masa (VS), nadi pembentuk diskret (f / fn), pembilang (MF) dan DSP.

Penukar fasa ke nadi terbentuk daripada U1 dan U2 dengan anjakan fasa Δφ denyutan segi empat tepat U3 sebagai urutan. Denyutan U3 ini mempunyai kadar pengulangan dan kitaran tugas yang sepadan dengan kekerapan dan masa mengimbangi isyarat input U1 dan U2. Denyutan U4 dan U3 membentuk denyutan deria diskret tempoh T0 yang digunakan pada pemilih masa. Pemilih masa pula dibuka untuk tempoh nadi U3 dan kitaran melalui denyutan U4. Hasil daripada keluaran pemilih masa, letusan denyutan U5 diperolehi, tempoh pengulangannya ialah T.

Kaunter (MF) mengira bilangan denyutan dalam paket bersiri U5, dengan keputusan bilangan denyutan yang diterima di kaunter (MF) adalah berkadar dengan peralihan fasa antara U1 dan U2. Kod dari kaunter dihantar ke pusat kawalan pusat, dan bacaan peranti dipaparkan dalam darjah dengan ketepatan persepuluhan, yang dicapai oleh tahap budi bicara peranti. Ralat diskret adalah berkaitan dengan keupayaan untuk mengukur Δt dengan ketepatan satu tempoh kiraan nadi.

Meter fasa elektronik purata kosinus phi digital boleh mengurangkan ralat dengan membuat purata selama beberapa tempoh T isyarat ujian.Struktur meter fasa purata digital berbeza daripada kiraan litar diskret dengan kehadiran satu lagi pemilih masa (BC2), serta penjana nadi (GP) dan penjana nadi diskret (PI).

Di sini, penukar anjakan fasa U5 termasuk penjana nadi (PI) dan pemilih masa (BC1). Untuk tempoh masa yang ditentukur Tk, jauh lebih besar daripada T, beberapa paket dimasukkan ke peranti, pada output yang mana beberapa paket terbentuk, ini diperlukan untuk purata keputusan.

Denyutan U6 mempunyai tempoh yang merupakan gandaan T0, kerana pembentuk nadi (PI) berfungsi berdasarkan prinsip membahagikan frekuensi dengan faktor tertentu. Denyutan isyarat U6 membuka pemilih masa (BC2). Akibatnya, beberapa paket tiba pada inputnya. Isyarat U7 disalurkan ke kaunter (MF) yang disambungkan ke pusat kawalan pusat. Resolusi peranti ditentukan oleh set U6.

Ralat meter fasa juga dipengaruhi oleh ketepatan yang lemah dalam menetapkan anjakan fasa oleh penukar semasa selang masa momen peralihan isyarat U2 dan U1 melalui sifar. Tetapi ketidaktepatan ini dikurangkan apabila membuat purata hasil pengiraan untuk tempoh Tk, yang jauh lebih besar daripada tempoh isyarat input yang dikaji.

Kami berharap artikel ini telah membantu anda memperoleh pemahaman umum tentang cara meter fasa berfungsi. Anda sentiasa boleh mencari maklumat yang lebih terperinci dalam kesusasteraan khas, yang, untungnya, terdapat banyak di Internet hari ini.