Politechnika Lubelska |
Laboratorium z Metrologii |
||||
w Lublinie |
Ćwiczenie Nr 5 |
||||
Nazwisko: Drzazga Grochowski |
Imię: Jarosław Grzegorz |
Semestr VI |
Grupa ED. 6.1 |
Rok akad. 1996/97 |
|
Temat ćwiczenia: Sprawdzanie i regulacja licznika jednofazowego energii czynnej |
Data wykonania 11 03. 1997 |
Ocena
|
|||
I. Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest poznanie własności licznika 1-fazowego energii czynnej oraz wyznaczenie uchybu podstawowego.
II.Układ połączeń.
W - watomierz: FD kl0.5 zak 2000W PL-P3-67-E6
V - woltomierz: EM kl0.5 zak 300V PL-P3-339-E6
A - amperomierz: EM kl0.5 zak 5A PL-P3-67-E6
A - amperomierz: ME kl0.5 zak 0.060A PL-P3-331-E6
- przesuwnik fazowy: PL-P3-750/E6
At - autotransformator PL-P3-513-E6
r1 - opornik suwakowy:Rzn=1.9W PL-P3-101-E6
W1 - wyłącznik
W2 - wyłącznik
III. Wykonanie ćwiczenia
1. Regulacja momentu pomocniczego.
Regulację wykonujemy przy podwyższonym napięciu zasilającym o 10% w stosunku do napięcia zasilającego i przy otwartym obwodzie prądowym. Regulację kończymy wówczas gdy tarcza licznika będzie wykazywała tendencję do ruchu, ale nie obracała się ruchem trwałym.
2. Wyznaczanie mocy rozruchu licznika.
Moc rozruchu licznika wyznaczamy włączając w obwód prądowy miliamperomierz, a w szereg z opornikiem R1 opornik dodatkowy o dużej rezystancji. Ustawiamy cosϕ = 1 kierując się maksymalnym wskazaniem watomierza przy stałej wartości prądu i napięcia.
Układ połączeń jak w pkt. 1.
UZN =220 V
I = 30.7 mA
P = UZN⋅I = 220⋅0,0307 = 6.75 W przy cosϕ = 1
3 Regulacja kąta fazowego.
Regulacji kąta fazowego dokonujemy przesuwając zworę w pętli z drutu oporowego przyłączonej do zwojów zwartych na rdzeniu prądowym. Podczas regulacji prąd i napięcie powinny mieć wartości znamionowe, a cosϕ = 0, co występuje przy zerowym wskazaniu watomierza. Wirnik licznika powinien wtedy mieć tendencję do ruchu, ale nie obracać się ruchem trwałym.
UZN =220 V. IZN= 5 A cosϕ = 0
4 Regulacja momentu hamującego.
Regulujemy moment hamujący zmieniając położenie magnesu trwałego, tak aby przy UZN, IZN oraz
cosϕ = 1 uchyb licznika był bliski zeru.
UZN = 220 V IZN = 5 A cosϕ = 1 P = 1080 W
tp = 125 s - zakładany czas pomiaru
- obliczona wartość NP dla założonego tp.
5. Wyznaczanie uchybu podstawowego licznika.
Tabela.
I |
I/IZN |
N |
tp |
tx |
δA |
P |
A |
% |
obr |
s |
s |
% |
W |
1 |
20 |
3 |
55.5 |
56 |
-0.90 |
216 |
2 |
40 |
8 |
74.4 |
74 |
0.54 |
430 |
3 |
60 |
12 |
74.3 |
73 |
1.74 |
650 |
4 |
80 |
17 |
76.8 |
75 |
2.34 |
874 |
5 |
100 |
20 |
72.9 |
71 |
2.60 |
1084 |
Obliczenia:
Charakterystyka δA = f(I/IZN).
7. Wyznaczanie uchybu licznika dla cosϕ = 0,5.
UZN =220 V
IZN = 5 A
cosϕ = 0.5
N = 10
P = 542 W
tX = 76 s
10.Uwagi i wnioski.
W badanym liczniku regulacja momentu pomocniczego polegała na zmianie położenia blaszek umieszczonych w pobliżu szczeliny powietrznej rdzenia powodujących podział strumienia roboczego FU. Po regulacji tarcza wykazywała tendencję do ruchu lecz nie wykonała pełnego obrotu (zatrzymała się w położeniu w którym plamka znalazła się w okienku). Należy dodać, że otrzymana w ten sposób kompensacja momentu tarcia jest niedoskonała. W warunkach pracy może występować niewielki błąd wynikający z tego, że moment tarcia zależny jest od prędkości ruchu tarczy. Zależność ta jest taka, że przy niewielkich obciążeniach (mała prędkość) przeważa moment pomocniczy, a przy dużych obciążeniach (prędkościach) przeważa moment tarciowy . Przy dużych obciążeniach moment napędowy ma jednak też duże wartości więc mimo wzrostu wartości momentu tarciowego uchyb pomiaru jest nieznaczny.
Wyznaczona moc rozruchu jest niewielka. Stanowi ona zaledwie 0.06% mocy przy znamionowym prądzie, napięciu i cosf = 1. Pozwala ona jednak na trwały ruch tarczy licznika przy U = Uzn i cosf = 1.
Regulację kąta przesunięcia między strumieniami prądowym i napięciowym przeprowadzaliśmy za pomocą zmiany położenia zwory na uzwojeniu zwartym przy warunkach określonych w punkcie 3. Wyregulowanie kąta objawiało się tendencją do ruchu tarczy licznika lecz nie następował przy tym jej trwały ruch.
Ustawienie optymalnej wartości momentu hamującego odbywało się przez zmianę położenia magnesu trwałego względem środka tarczy licznika. Za prawidłowo wyregulowany moment hamujący przyjęliśmy taką jego wartość przy której zmierzony czas założonej liczby obrotów i czas poprawny różniły się o pomijalnie małą wartość.
Wyznaczone w ostatnich dwu punktach uchyby mają niewielkie wartości. Ich wartość bezwzględna nie przekracza 3%. Można zauważyć, że przy małych obciążeniach czas trwania założonej liczby obrotów był mniejszy niż czas poprawny (tarcza obraca się szybciej niż powinna), a przy znacznych obciążeniach - większy (tarcza obraca się wolniej niż powinna). Spowodowane jest to najprawdopodobniej zmianami wartości momentu tarcia w zależności od prędkości. Z wykresu zależności uchybu od prądu wynika, że błąd licznika wynosi zero gdy przy U = Uzn , cos f = 1 prąd równy jest 30% Izn.