Thiết kế thiết bị kiểm định

Ngày nay trong quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá, nền kinh tế nước ta đã tăng trưởng liên tục, các nghành công nghiệp phát triển ngày càng tăng.

LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay trong quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá, nền kinh tế nước ta đã tăng trưởng liên tục, các nghành công nghiệp phát triển ngày càng tăng. Do vậy các yêu cầu về khoa học nói chung, cũng như khoa học về công đo lường và thử nghiệm nói riêng đòi hỏi phải đáp ứng kịp thời và phù hợp với sự phát triển công nghiệp đất nước. Kỹ thuật đo lường là một trong những ngàng quan trọng nhất đối với sự phát triển của khoa học kỹ thuật trong mọi ngành kinh tế quốc dân. Với trình độ hiện nay, khả năng của kỹ thuật đo lường rất lớn mạnh và phát triển. Việc thử nghiệm các thiết bị đo là nhiệm vụ hết sức quan trọng nhằm mục đích là tăng số điểm đo, tăng tốc độ đo, nâng cao độ chính xác, độ nhạy nâng cao tính tin cậy. Thử nghiệm các thiết bị đo lường sẽ thúc đẩy sự phát triển của kỹ thuật đo và các hệ thống thông tin đo lường. Quá trình thực hiện nhiệm vụ thiết kế bàn thử nghiệm công tơ điện 1 pha và 3 pha được tiến hành khẩn trương, mặc dù gặp không ít khó khăn về tài liệu tham khảo, cũng như khó khăn của bản thân chưa có kinh nghiệm thiết kế. Song với sự nỗ lực của bản thân cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Chu Đình Khiết, em đã hoàn thành đầy đủ nhiệm vụ được giao. Tuy nhiên do thời gian do thời gian và kiến thức còn hạn chế, vốn hiểu biết chưa nhiều nên chắc chắn đồ án này không tránh khỏi thiết sót. Rất mong được sự chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Chu Đình Khiết, đã nhiệt tính giúp đỡ em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này. Sinh viên MỤC LỤC ChươngI. Ý nghĩa của việc đo lường và thử nghiệm Chương II. Giới thiệu một số loại công tơ Chương III. Nguyên lý hoạt động của các loại công tơ Chương IV. Đo công suất và năng lượng Chương V. Các tiêu chuẩn thử nghiệm Chương VI. Thiết kế thiết bị kiểm định Chương VII. Các phương pháp thử nghiệm và tính toán sử lý sai số Chương I Ý NGHĨA CỦA VIỆC ĐO LƯỜNG VÀ THỬ NGHIỆM I. Ý nghĩa của đo lường Kỹ thuật đo lường là một trong những ngàng quan trọng nhất đối với sự phát triển của khoa học kỹ thuật trong mọi ngành kinh tế quốc dân. Với trình độ hiện nay, khả năng của kỹ thuật đo lường rất lớn mạnh và phát triển. Sau đây là những khả năng của kỹ thuật đo lường: - Có thể đo bất kỳ đại lượng vật lý nào bằng cách biến nó thành điện hoặc bằng các thong số trong mạch điện. Rất nhiều loại chuyển đổi đo lường dựa trên nhiều nguyên tắc khác nhau, liên kêt tất cả các ngành với ngành điện. - Cũng có thể có phạm vi đo rất rộng, đại lượng cần đo có thể rất lớn hoặc rất nhỏ. - Có thể đo những đại lượng không đổi hoặc biến đổi nhanh và theo dõi các quá trình. - Có thể đo tại chỗ cũng như từ xa - Có thể thực hiện những phép đo đơn giản và phương pháp đo phối hợp phức tạp. - Trong lĩnh vực chinh phục vũ trụ, kỹ thuật đo lường đóng vai trò rất quan trọng. Đo các đại lượng trên khoảng không vũ trụ, đòi hỏi những thiết bị đo làm việc trong những môi trường đặc biệt, những phưong pháp mũ hoá và truyền tin đi xa không bị ảnh hưởng của khoảng cách. - Trong sinh học, kỹ thuật đo lường góp phần rất lớn vào việc theo dõi sức khoẻ con người. Nhiều thiết bị tinh vi, độ chính xác cao đã được chế tạo để phục vụ cho con người. II. Ý nghĩa việc thử nghiệm các thiết bị đo lường Thử nghiệm các thiết bị đo là nhiệm vụ hết sức quan trọng nhằm mục đích là tăng số điểm đo, tăng tốc độ đo, nâng cao độ chính xác, độ nhạy nâng cao tính tin cậy. Thử nghiệm các thiết bị đo lường sẽ thúc đẩy sự phát triển của kỹ thuật đo và các hệ thống thông tin đo lường. Chương II. GIỚI THIỆU MỘT SỐ LOẠI CÔNG TƠ I. Công tơ điện một pha 1. Ổ đấu dây 2. Đế 3. Nam châm hãm 4. Khung 5. Phần tử điện áp 6. Gối đỡ trên 7. Bộ số 8. Rô to 9. Cơ cấu chống quay ngược 10. Gối đỡ dưới 11. Phần tử dòng điện 12. Mặt số 13. Nắp 14. Nắp che ổ đấu dây A1: Hiệu chỉnh tải đầy 100% A2: Hiệu chỉnh tải thấp (5%và 10%) A3: Hiệu chỉnh tải cảm ứng (cosϕ Vỏ Đế và Ổ đấu dây Công tơ bằng nhựa Bakêlít đen. Các Đầu cốt đồng của Ổ đấu dây được bắt vít hoặc hàn với Cuộn dây dòng. 1 vít M3 hoặc 1 cầu nối mạch áp trượt trong Ổ đấu dây (được bố trí bên trong hoặc bên ngoài Nắp Công tơ) để nối hoặc không nối mạch áp, dễ dàng cho việc hiệu chỉnh và kiểm tra Công tơ. Nắp Công tơ bằng thuỷ tinh hoặc nhựa PC (Polycacbonat) chống cháy hoặc bằng nhựa bakêlít đen có cửa sổ bằng kính. Cửa sổ trong suốt cho phép nhìn thấy Bộ số, Mặt số và Đĩa rôto. Nắp che ổ đấu dây dài hoặc ngắn bằng nhựa Bakêlít đen hoặc sắt. Sơ đồ đấu dây Công tơ ở phía trong Nắp che ổ đấu dây. Khung Khung Công tơ bằng hợp kim nhôm. Trên Khung gá lắp các phần tử dòng, áp cùng với Nam châm hãm, hệ thống Gối đỡ , Bộ số thường và Cơ cấu chống quay ngược hoặc Bộ số 1 hướng. Phần tử phát động Phần tử phát động gồm có 1 phần tử dòng điện và 1 phần tử điện áp. Mỗi phần tử có 1 Lõi từ và 1 Cuộn dây. Các Lõi từ dòng và áp bằng tôn silic có đặc tính từ tốt, được xử lý chống gỉ. Lõi dòng có bù quá tải bằng thép đặc biệt, có khả năng quá tải lớn. Các cuộn dây dòng và áp cách điện cao và chống ẩm tốt. Phần tử phát động có Cơ cấu hiệu chỉnh tải thấp và Cơ cấu hiệu chỉnh tải cảm ứng có hiệu quả tuyến tính Rô to Trục rôto bằng thép không gỉ. Đĩa rôto được gắn với Trục rôto nhờ phương pháp ép phun nhựa đặc biệt. Đĩa rôto bằng nhôm có độ tinh khiết cao đảm bảo mômen quay đủ cho dải tải rộng. Mặt phía trên đĩa Rôto có các vạch chia và cạnh bên Đĩa rôto có dấu đen tại vị trí 0 để hiệu chỉnh và kiểm tra Công tơ. Trục vít bằng nhựa POM (Polyacetal) lắp trên Trục rôto để dẫn động Bộ số. Rôto tránh được những hư hại do vận chuyển theo hướng dọc trục và hướng kính bằng các cữ dừng cơ khí. Gối đỡ trên Gối đỡ trên (không bôi trơn): 1 bạc nhựa POM liền Trục vít (lắp trên Trục Rôto) quay trong 1 Trục thép không gỉ có vỏ nhựa POM bảo vệ (lắp trên Khung Công tơ). Gối đỡ dưới Công tơ có thể được cấp với 1 trong 2 loại Gối đỡ dưới sau: Gối đỡ dưới loại 2 chân kính: 1 Viên bi quay giữa 2 Chân kính (1 Chân kính lắp cố định trên Khung Công tơ và 1 Chân kính quay cùng với Trục rôto), do đó ma sát giảm đáng kể và đặc tính Công tơ ổn định tốt ngay cả ở tải thấp. Gối đỡ dưới loại gối từ: 2 Nam châm hình vành khăn nạp từ đồng cực (1 Nam châm lắp cố định trên Khung Công tơ và 1 Nam châm lắp với trục rôto) đẩy nhau. Ổ đỡ gồm 1 Trục thép không gỉ và 1 bạc nhựa POM (không bôi trơn). Do đó Gối từ mang được khối lượng Rôto trên một "đệm từ", gần như không có ma sát. Nguyên lý lực đẩy từ của Gối từ phòng ngừa được sự xâm nhập của các phần tử sắt từ vào khe hở giữa 2 nam châm, đảm bảo ổn định đặc tính Công tơ. Sự ổn định từ của Gối từ được đảm bảo bởi một quá trình chế tạo đặc biệt. Nam châm hãm Nam châm bằng Alnico có lực kháng từ cao, có vỏ bảo vệ bằng hợp kim nhôm đúc. Một hợp kim đặc biệt được gắn với cực Nam châm để bù ảnh hưởng của nhiệt độ. Hiệu chỉnh tinh thực hiện được nhờ chuyển động của Sun từ lắp bên trong Nam châm hãm do quay Vít hiệu chỉnh. Cơ cấu chống quay ngược Cơ cấu chống quay ngược gồm 1 Đĩa cam POM lắp trên Trục rôto, 1 Cá hãm POM quay trên 1 trục thép không gỉ và Trụ đỡ lắp trên Khung Công tơ. Cơ cấu chống quay ngược làm dừng sự quay ngược của Rôto và sự đếm của Bộ số khi Công tơ bị quay ngược. Bộ số Công tơ có thể được cấp với 1 trong 2 loại bộ số sau: Bộ số thường: Các Tang trống số, Bánh gảy, Bánh răng, Bạc đỡ, Bạc chặn bằng nhựa POM và các Trục thép không gỉ được lắp trên khung bộ số. Khung bộ số bằng hợp kim nhôm tấm. Bộ số một hướng: Bộ số một hướng có thể được cung cấp theo yêu cầu để thay thế cho Bộ số thường và Cơ cấu chống quay ngược. Bộ số một hướng sẽ chỉ quay theo 1 hướng, ngay cả khi Rôto của Công tơ bị quay ngược. Các Tang trống số, Bánh gảy, Bánh răng, Bánh cóc, Cá, Bạc đỡ, Bạc chặn bằng nhựa POM và các Trục thép không gỉ được lắp trên Khung bộ số bằng hợp kim nhôm tấm. Các bộ số có 5 hoặc 6 Tang trống số (trong đó có hoặc không có phần thập phân). Chữ số của Tang trống màu trắng trên nền đen từ 0 đến 9 (Riêng chữ số của Tang trống số thập phân màu đỏ trên nền trắng từ 0 đến 9). Chữ số cao 5mm, rộng 3mm và nét 0,8mm. Bộ số (không bôi trơn) có ma sát rất nhỏ. II. Công tơ điện 3 pha C ấu tạo 1. ổ đấu dây 2. Đế 3. Nam châm hãm 4. Khung 5. Gối đỡ trên 6. Bộ số 7. Rôto 8. Phần tử dòng điện 9. Cơ cấu chống quay ngược 10. Gối đỡ dưới 11. Phần tử điện áp 12. Mặt số [...]... tổng vào 00.00giờ của ngày chỉ định (cài đặt bằng phần mềm CSMcom trên Máy tính) Nếu lúc đó mất điện thì sẽ lưu ngay sau khi có điện trở lại Mặc định lưu vào ngày đầu tháng Công tơ có thể lưu được chỉ số điện năng của 6 tháng gần nhất Cổng quang Cổng quang có kích thước vật lý và giao thức truyền thông phù hợp với IEC 1107:1996 Cổng quang dùng để giao tiếp với HHU (Thiết bị cầm tay) hoặc Máy tính thông... việc trong thời gian ấn định Điện năng tiêu thụ ghi được trên mỗi bộ số ứng với một biểu giá quy định Trừ bộ số ra thì nó có cấu tạo giống công tơ thông thường Công tơ điện tử được lập trình để đọc dữ liệu tại chỗ qua cổng thong tin quang hoặc đọc từ xa qua công RS232 Việc đọc công tơ và cài đặt chương trình cho công tơ được thực hiện trực tiếp bằng máy tính hoặc bằng thiết bị cầm tay Một trong những... 3QA = 3U d I d sin ϕ ChươngV CÁC TIÊU CHUẨN THỬ NGHIỆM I Định nghĩa về các đại lượng của công tơ 1 Dòng cơ bản (Ib): giá trị dòng điện mà ứng với giá trị này, đặc tính liên quan của công tơ mắc trực tiếp được ấn định 2 Dòng danh định (Idd): giá trị mà dòng ứng với giá trị này, đặc tính liên quan của công tơ làm việc có máy biến dòng được ấn định 3 Dòng cực đại (Imax): giá trị dòng điện cao nhất công... hoặc trong khoảng tử 0.05Ib đến Imax đối với hệ số công suất bằng một 7 Sai số phần trăm: sai so phan tram = dien nang ghi duoc cua cong to - dien nang thuc dien nang thuc II Các phép kiểm định 1 Kiểm tra bên ngoài 2 Kiểm tra độ bền cách điện Điều kiện thử nghiệm chung: ... dưới loại 2 chân kính 1 Viên bi quay giữa 2 Chân kính (1 Chân kính lắp cố định trên Khung Công tơ và 1 Chân kính quay cùng với Trục Rôto), do đó ma sát giảm đáng kể và đặc tính Công tơ ổn định tốt ngay cả ở tải thấp Gối đỡ dưới loại Gối Từ Gối đỡ dưới loại gối từ: 2 Nam châm hình vành khăn nạp từ đồng cực (1 Nam châm lắp cố định trên Khung công tơ và 1 Nam châm lắp với Trục Rôto) đẩy nhau Ổ đỡ gồm... sóng Radio -Công nghệ lấy chỉ số từ xa tự động bằng đường dây tải điện hạ thế (PLC) Công tơ có cổng bổ trợ đưa ra các tín hiệu điều khiển lập trình được như: -Tín hiệu dùng để kiểm tra sai số Công tơ -Tín hiệu điều khiển các thiết bị đóng cắt Cấu tạo Đế công tơ Đế Công tơ bằng nhựa PBT có cơ tính cao, chịu va đập mạnh, chống cháy Ổ đấu dây Ổ đấu dây bằng nhựa Bakelit đen, chứa các Đầu nối dây điện áp... cách thứ hai khi đầu cuộn dây tạo ra từ trường vào mạch song song, do ảnh hưởng gây bởi thành phần điện cảm, sai số do tần số sẽ tăng Khi dòng điện ổn định, sức điện động E X cũng sẽ ổn định, với dòng điện có dạng song hình sin tần số EX sẽ có thành phần ổn định và biến thiên: E X = K1 K 2 K 3U n I n [cosϕ -cos(2ωt − ϕ )] trong đó: K 1, K2 là những hệ số tỉ lệ, chúng phụ thuộc vào tính chất của bộ biến... xúc tin cậy Một Cầu nối mạch áp trượt trên ổ đấu dây (bên ngoài Nắp Công tơ) để nối hoặc không nối mạch áp, dễ dàng cho kiểm tra Công tơ Ngoài ra còn có các Cầu nối dây của Cổng bổ trợ Cổng bổ trợ Công tơ có Cổng phụ nằm ở phía bên phải của ổ đấu dây, cho phép nối dây ra các thiết bị bên ngoài và được đánh số thứ tự từ 1 - 6 Có thể cài đặt được chức năng của Cổng bổ trợ thông qua Máy tính Nắp Công... đập, chống cháy Sơ đồ đấu dây Công tơ ở phía trong Nắp che ổ đấu dây Bo mạch điện tử Bo mạch điện tử được thiết kế trên cơ sở các Linh kiện đặc chủng của các hãng nổi tiếng trên Thế giới Mạch điện nhỏ gọn làm việc tin cậy, đơn giản trong sửa chữa và bảo trì Mạch điện được gia công hàn dán và kiểm tra hiệu chỉnh trên dây chuyền công nghệ hiện đại của Tây âu và Nhật Bản Bo mạch sau khi chế tạo xong... giá Công tơ có thể đo đếm theo biểu giá: -Biểu giá theo khoảng thời gian trong ngày: Chuyển biểu giá tự động theo đồng hồ thời gian thực bên trong Công tơ -Biểu giá theo ngưỡng công suất tiêu thụ Có thiết bị cầm tay để đọc số liệu Công tơ và lập trình lại Công tơ Lấy chỉ số từ xa: Công tơ có thể được cài đặt sẵn hoặc nâng cấp dễ dàng với tính năng lấy chỉ số từ xa do khách hàng lựa chọn như: -Công nghệ . 2 nam ch m, đ m b o ổn đ nh đặc t nh Công t . Sự ổn đ nh t của Gối t được đ m b o b i m t quá tr nh chế t o đặc bi t. Nam ch m h m Nam ch m b ng. số, B nh gảy, B nh răng, B c đỡ, B c chặn b ng nh a POM và các Trục thép không gỉ được lắp trên Khung B số. Khung b số b ng hợp kim nh m t m. B số m t