L (5.2) Ta thấy trị số đo do vôn kế và ampe kế để xác định công suất P có
2. Đo điện năng 1 pha
Sử dụng công tơ cảm ứng một pha để đo điện năng mạch điện một pha. Nguồn điện cung cấp được mắc vào công tơ ở các chốt nguồn vào là 1,3. Tải tiêu thụ được nối vào công tơ ở các chốt tải là 2,4.
5.2.2. Đo điện năng ba pha
Cũng giống như trường hợp đo công suất, đo điện năng trong mạch ba pha ta cũng sử dụng phương pháp 1 công tơ, 2 công tơ hay 3 công tơ cảm ứng một pha.
- Trường hợp sử dụng phương pháp 1 công tơ khi mà phụ tải hoàn toàn đối xứng, điện năng tổng bằng 3 lần điện năng của một pha.
- Trường hợp sử dụng phương pháp 2 công tơ khi phụ tải bất kỳ, mạch chỉ có 3 dây. Điện năng tổng bằng điện năng hiển thị ở hai công tơ.
- Trường hợp sử dụng phương pháp 3 công tơ khi mạch có 4 dây (nghĩa là tải hình sao có dây trung tính) và đặc tính của phụ tải có thể đối xứng hay khơng đối xứng. Điện năng tổng bằng tổng điện năng hiển thị ở ba công tơ.
P tảiNguồn Nguồn
1 2 3
4
Hình 5.25. Cấu tạo cơng tơ cảm ứng một pha Hình 5.24. Đấu dây cơng tơ
Tuy nhiên trong thực tế người ta sử dụng công tơ 3 pha. Công tơ 3 pha có 2 loại: Cơng tơ 3 pha 2 phần tử (dựa trên phương pháp đo điện năng sử dụng 2 công tơ một pha), công tơ 3 pha 3 phần tử (dựa trên phương pháp đo điện năng sử dụng 3 công tơ một pha).
Dưới dây là sơ đồ cấu tạo của một công tơ 3 pha 2 phần tử.
Phần động gồm 2 đĩa nhôm được gắn vào cùng 1 trục quay, hai đĩa được gắn đồng trục. Mômen quay của hệ thống bằng tổng mômen quay của cả hai đĩa nhôm.
Mỗi đĩa nhôm đều nằm trong từ trường của cuộn áp và cuộn dòng của pha tương ứng (phần tĩnh). Cuộn áp được mắc song song với phụ tải (có một pha chung), cuộn dịng của các pha được mắc nối tiếp với phụ tải.
Nam châm vĩnh cửu được đặt vào một trong hai đĩa nhôm. Như vậy mômen quay tạo ra sẽ bằng tổng của hai mômen quay do hai phần tử sinh ra và điện năng đo được
Phụ tải bất kỳ N S A B C
Hình 5.26. Cấu tạo cơng tơ cảm ứng 3 pha 2 phần tử B Phụ tải * * A * * C
5.3. Công tơ điện tử
Trong cơng tơ điện tử, người ta biến đổi dịng điện I thành điện áp U1tỉ lệ với nó:
U1= k1I (5.58)
Một điện áp khác tỉ lệ với điện áp đặt vào U:
U2= k2U (5.59)
Qua bộ phận nhân điện tử (analog) ta nhận được điện áp U3tỉ lệ với công suất P.
U3= k3P. (5.60)
Điện áp này sau khi qua bộ biến đổi điện áp - tần số (hoặc bộ biến đổi A/D). Tiếp theo vào bộ đếm và ra chỉ thị số. Số chỉ của cơ cấu chỉ thị số sẽ tỉ lệ với điện năng N = CW trong khoảng thời gian cần đo điện năng đó.
Tất cả các bộ phận biến đổi trên đây đều thực hiện bằng mạch điện tử. Cơng tơ điện tử có thể đạt cấp chính xác 0.5.
CĐ1 X CĐ U/f Đếm U2= K2U I U1= K1I U3= K3P
Câu hỏi
Câu 1: Trình bày phương pháp đo cơng suất tải một chiều.
Câu 2: Trình bày cấu tạo, ký hiệu và nguyên lý làm việc của Oát mét điện động đo cơng suất tác dụng.
Câu 3: Trình bày cấu tạo, ký hiệu và nguyên lý làm việc của t mét điện động đo cơng suất phản kháng.
Câu 4: Trình bày phương pháp đo công suất xoay chiều một pha. Câu 5: Có bao nhiêu phương pháp đo cơng suất tải 3 pha. Trình bày phương pháp đo cơng suất xoay chiều ba pha.
Câu 6: Phương pháp đo gián tiếp công suất mạch xoay chiều. Câu 7: Phương pháp đo công suất phản kháng tải 3 pha.
Câu 8: Trình bày cấu tạo và nguyên lý hoạt động của dụng cụ đo điện năng tải 1 pha và 3 pha.
Câu 9: Trình bày phương pháp đo điện năng tải 1 pha. Câu 10: Trình bày phương pháp đo điện năng tải 3 pha.
Bài tập
Bài 1: Một hộ gia đình sử dụng một cơng tơ 1 pha cảm ứng để đo
điện năng, công tơ có hằng số cơng tơ là CV = 1200 r/KWh. Quan sát công tơ trong 15 phút đếm được đĩa nhôm công tơ quay 600 vịng, hỏi cơng suất tiêu thụ của gia đình này.
Lời giải
Từ cơng thức tính cơng suất tiêu thụ qua hằng số cơng tơ: . V N P C t =
Trong đó: P là cơng suất tiêu thụ N là số vịng quay của đĩa nhơm CVlà hằng số cơng tơ
t là thời gian khảo sát tính bằng giờ N = 600, CV= 1200, t = 15/60 = 0,25
Thay số vào biểu thức ta có: 600 2 1200.0, 25
P= = (KW)
Vậy cơng suất tiêu thụ của hộ gia đình này là 2 KW.
Bài 2: Một công tơ cảm ứng một pha có ghi trên vỏ CV = 1500 r/KWh. Sử dụng tải mẫu có cơng suất là 1KW để kiểm tra công tơ, người ta khảo sát trong 20 phút và nhận thấy đĩa nhơm quay được 483 vịng. Hỏi sai số của cơng tơ.
Lời giải
Ta có cơng thức kiểm tra hằng số cơng tơ: . V N C P t = Với N = 483, P =1KW, t = 20/60 = 1/3 giờ Vậy CV(thực tế) = 1449 vịng/KWh
Vậy sai số của cơng tơ: % 1500 1449.100% 3, 4% 1500
= − =
Bài 3: Một hộ gia đình có tải tiêu thụ là 2,5KW, sử dụng một công tơ một pha đo điện năng, trong 30 phút đĩa nhôm công tơ sẽ quay bao nhiêu vịng biết hằng số cơng tơ là CV= 1800r/KWh.
Lời giải Ta có biểu thức xác định số vịng quay: N = CV. P. t Với CV=1800, P = 2,5, t = 30/60 = 0.5 Thay số ta có: N = 1800.2,5.0,5 = 2250 (vịng)
Chương 6