Politechnika	Laboratorium Miernictwa Elektrycznego Ćwiczenie Nr 9
Lubelska
Imię i nazwisko: Marcin Mróz , Jacek Landa		Semestr 5	Grupa ED 5.2	Rok akad. 1998/99
Temat ćwiczenia: Pomiar odkształconych napięć i prądów.			Data wykonania 16.12.98	Ocena

1. Cel ćwiczenia.

Celem *wiczenia było zapoznanie się z metodami analizy odkształconych prądów i napięć, oraz sposobów pomiaru parametrów tych przebiegów.

2) Wyznaczanie charakterystyki transformatora powietrznego.

a)układ pomiarowy:

Spis aparatury pomiarowej

1. V₁ - miernik uniwersalny - U = ( 6 ;15 ;30 ;60 ;150 ;300 ;600 ) V; kl.= 4 ; R_v = 6kΩ ; PL -P3-483-E6

2. A₁ - miernik uniwersalny - I = (1500 ;300 ;60 ;3 ;0,6 ;0,12 ) mA; kl = 4 ; PL -P3-481-E6

3. A₂ - amperomierz elektrodyn. - I = (0,5; 1 ;2 ;5 ;10 ;20 ) ; kl = 0,5 ; PL -P3-340-E6

4. W - watomierz elektrodyn - I = 1A ;U = (15 ;30 ;75 ;150 ) kl 0,5 ; PL -P3-633/E6

5. TP- wzorzec ind. wzajemnej - M=0,01 H ; I_max = 1A ; PL -P3-311/E6

6. G₁ - generator RC - PO - 27 ; PL -P3-528/E6

7. R -rezystor suwakowy - 89 Ω ; I_max= 1,1A ; PL -K-039/E6

8. R_W - rezystor wzorcowy - RN-1 ; R=1Ω ; kl. 0,01 ; PL -P3-266/E6

9. At - autotransformator - (220/0÷250 )V ; PL -P3-513-E6

10.Osc - oscyloskop - KR 7010 ; PL -P3-541/E6

11.Tr-transf. separujący ( 220/220 ) V PL-P3-301-E6

b)tabela pomiarowa

Lp	I'A1	IA2	IŚR	Im	UŚR	RZ	EŚR	KK
	A	A	A	A	V	Ω	V	-
1	0,16	0.2	0,145	0,28	0,85	1219	0,85	1,375
2	0,32	0.3	0,29	0,42	0,95		0,95	1,03
3	0,375	0.4	0,34	0,57	1,2		1,2	1,17
4	0,48	0.5	0,436	0,71	1,52		1,52	1,146
5	0,58	0.6	0,527	0,85	1,78		1,78	1,137
6	0,69	0.7	0,627	0,99	2,1			2,1	1,116
7	0,77	0.8	0,7	1,13	2,41			2,41	1,142
8	0,9	0.9	0,8	1,27	2,71		2,71	1,125
9	1	1	0,9	1,41	3		3	1,11

Opracowanie wyników pomiarów :

dla lp. 1 :

Iśr = IA1 : 1,11 = 0,16 : 1,11 = 0,145 A

ponieważ R_z >1kΩ to E_śr = U_śr

__ __

Im = √ 2 · Isk =√ 2 · 0,2 = 0,28 A

k_K = I_SK/I_ŚR = 0,2/0,145 = 1,375 A

Charakterystyka transformatora powietrznego I_m = f ( U _ŚR ).

3. Wyznaczanie błędu od kształtu krzywej napięcia zasilającego dla amperomierza wartości średniej.

Schemat układu pomiarowego:

Spis aparatury pomiarowej :

1. V₁ - miernik uniwersalny - U = ( 6 ;15 ;30 ;60 ;150 ;300 ;600 ) V; kl.= 4 ; R_v = 6kΩ ; PL -P3-483-E6

2. A₁ - miernik uniwersalny - I = (1500 ;300 ;60 ;3 ;0,6 ;0,12 ) mA; kl = 4 ; PL -P3-481-E6

3. A₂ - amperomierz elektrodyn. - I = (0,5; 1 ;2 ;5 ;10 ;20 ) ; kl = 0,5 ; PL -P3-340-E6

4. W - watomierz elektrodyn - I = 1A ;U = (15 ;30 ;75 ;150 ) kl 0,5 ; PL -P3-633/E6

5. TP- wzorzec ind. wzajemnej - M=0,01 H ; I_max = 1A ; PL -P3-311/E6

6. G₁ - generator RC - PO - 27 ; PL -P3-528/E6

7. R -rezystor suwakowy - 89 Ω ; I_max= 1,1A ; PL -K-039/E6

8. R_W - rezystor wzorcowy - RN-1 ; R=1Ω ; kl. 0,01 ; PL -P3-266/E6

9. At - autotransformator - (220/0÷250 )V ; PL -P3-513-E6

10.Osc - oscyloskop - KR 7010 ; PL -P3-541/E6

11.Tr-transf. separujący ( 220/220 ) V PL-P3-301-E6

12. Aut. Miernik Zniekszt. Nieliniowych PMZ - 41 Nr PL -P3-447/E6

b)tabela pomiarowa

Rodzaj prądu	kh	IA2	IA1	IŚR	Im	UŚR	KK	KS	δK
	%	A	A	A	A	V	-	-	%
sinus.	0.05	0.8	0.85	0,77	1,19	2.54	1,1	1,4	0,9
I	0.8			0.85	0,77	1,19	2.55	1,1	1,4	0,9
II	2.5			0.83	0,75	1,17	2.55	1,11	1,41	0
III	4.8		0.83	0,75	1,17	2.6	1,11	1,41	0
IV	6.5		0.83		0,75	1,17	2.6	1,11	1,41	0
V	12.4		0.81		0,74	1,14	2.7	1,09	1,41	1,83
VI	17		0.80		0,73	1,128	2.75	1,09	1,41	1,83
VII	23		0.80		0,73	1,128	2.76	1,09	1,41	1,83

Opracowanie wyników pomiarów :

dla sinusoidy :

Iśr = IA1 : 1,11 = 0,85 : 1,11 = 0,77 A

Im = √ 2 · Isk =√ 2 · 0,852 = 1,19 A

k_K = I_SK/I_ŚR = 0,85 A /0,77 A = 1,1

k_S = I_m/I_SK = 1,19 A /0,85 A = 1,4

4) Analiza harmoniczna prądu odkształconego.

Schemat układu pomiarowego jak w pkt 2

a)tabela pomiarowa

Lp	f	P	UK	IK	IA2	IOBL
		Hz	W	V	A	A	A
1	55	34	40	0.85	0.8	0.863
2	150	6	40	0.15	0.8
3	250	0.7	40	0.018	0.8

b)przykładowe obliczenia:

I_K = P/U_K = 34/40 =0,85 A

(pomiary zostały wykonane dla VII odczepu generatora przebiegów odkształconych)

5) Wnioski.

Wyznaczona w pierwszym punkcie charakterystyka transformatora powietrznego I_m = f ( U_ŚR ) jest linią prostą. Wynika to z faktu iż transformator badany był transformatorem z rdzeniem powietrznym, zaś przenikalność magnetyczna powietrza jest stała. Obliczony współczynnik kształtu K_K ma wartości zbliżone do wartości wyliczonej teoretycznie czyli do wartości 1,11. Większe rozbieżności mogą wynikać z błędów mierników użytych do pomiaru napięcia i prądu jak również z niedokłanego odczytu.

Na podstawie pomiarów z pkt. 2 stwierdzamy , że wraz ze wzrostem zawartości harmonicznych w przebiegu prądu maleje współczynnik kształtu i wzrasta błąd jaki popełnia miernik magnetoelektryczny z prostownikiem (przetwornikiem wartości średniej ) wyskalowany w wartościach skutecznych dla przebiegu idealnie sinusoidalnego).

Wartość współczynnika kształtu k_K przy przebiegach dla napięć generatora od I do IV odczepu nie wykazują różnic od przebiegu sinusoidalnego . Jednak dla dalszych odczepów (większa zawartość harmonicznych ) stają się już obserwowalne .

Przeprowadzona w punkcie 3 analiza harmonicznych za pomocą watomierza wykazała niewielką różnicę pomiędzy wartością skuteczną prądu zmierzoną miernikiem elektrodynamicznym a wartością skuteczną obliczoną na podstawie wskazań watomierza . Różnica ta wynika prawdopodobnie z faktu nie uwzględnienia we wzorze na wartość skuteczną prądu odkształconego pozostałych harmonicznych (uwzględnione: podstawowa, 3 i 5 harmoniczna ) oraz niedokładności pomiarowych .

U_pm

I

G₂

U_z

do układu pomiarowego

V₂

 ~

AT

A₂

A₁

R

R_W

V₁

W

G₁

Osc.

AT

 ~

TP

---