Státnice z elektrotechniky

<< předchozí     následující >>

Kapitola 19
Elektrodynamické měřiče, měření výkonu

19.1  Elektrodynamické měřiče

Do otočné cívky je přes řídicí pružiny (vlákna) přiváděn proud I2. Pevnou cívkou teče proud I1. Pro moment platí Mp = f(β)I1 I2. Mohou být zapojeny jako A-metry, V-metry nebo W-metry. U ampérmetru pro proudy menší než desetiny A může celý měřený proud procházet otočnou cívkou. Proto jsou obě cívky zapojeny do série. Proto platí I1 = I2 = I => Mp = f(β) I2 => kvadratická stupnice. Pro větší proudy se cívky zapojují paralelně a otočnou cívkou prochází pouze menší část měřeného proudu. Elektrodynamické ampérmetry mohou měřit stejnosměrné i střídavé proudy. Elektrodynamické voltmetry mají sériově zapojené cívky s předřadným rezistorem.

19.1.1  Elektrodynamické wattmetry

Pevná cívka zpravidla proudová, zapojuje se do série se zátěží. Otočná cívka napěťová, připojuje se paralelně k zátěži. Pro odpor napěťového obvodu Rn platí Rn = Rm + Rp, kde Rm je odpor měřáku a Rp odpor předřadníku. Pro moment platí Mp = 1/Rn · f(β) · P. Pro výchylku wattmetru platí α = f(β) · P · 1/Rn = 1/kW · P, kde kW je konstanta wattmetru.

19.2  Měření výkonu

19.2.1  Měření činného výkonu

Ručkový wattmetr

Mp = k · 1/RN · (PZ + PN), kde PN je spotřeba napěťového rozsahu W-metru. Pro ustálené výchylky platí β = Mp/kd [rad], kde kd je direktivní konstanta, nebo α = P/kW [dílky], kde kW je konstanta wattmetru.

Elektronický wattmetr

Napětí a proud se převedou na dvě napětí a potom se vedou do násobičky. Výstupní signál z násobičky je přes filtr převeden na měřící přístroj, který udává výkon na zátěži.

19.2.2  Měření jalového výkonu

Platí Q = U I sin φ = kW α. Měří se wattmetrem, pouze napětí se otočí o 90°.

19.2.3  Měření výkonu ve trojfázových sítích

Symetrická soustava napětí a souměrná zátěž

Měří se v jedné fázi proti vodiči N a znásobí se třemi. V případě, že vodič N není k dispozici, vytvoří se umělý střed. Udělá se to tak, že do zbývajících dvou fází se připojí odpory stejné hodnoty jako má odpor napěťové cívky wattmetru a spojí se do uzlu.
   Měření třífázového jalového výkonu.   Napěťová cívka se připojí mezi zbývající dvě fáze.
   Aronovo zapojení  

Symetrická soustava napětí a nesouměrná zátěž


   Činný výkon   Tři wattmetry, do každé fáze jeden. Cívky napětí jedním koncem na N. Není-li N, spojí se do uzlu.
   Jalový výkon.   Tři wattmetry, do každé fáze jeden. Cívky napětí na druhých dvou fázových vodičích.

19.2.4  Symetrická soustava napětí a souměrná zátěž.

Měří se v jedné fázi proti vodiči N a znásobí třemi.
   Symetrická soustava napětí a souměrná zátěž.   Měří se v jedné fázi proti zemi a znásobí třemi.