измеритель петля фаза нуль

Аспекты применения датчиков в счетчиках электроэнергии :: Производство трансформаторов: измерительный трансформатор тока (датчик тока), тороидальные трансформаторы, измерительный трансформатор, трансформатор тока, преобразователь 110В, ООО ВП АИСТ Измерительные трансформаторы токаО предприятии Потребности Контакты Сводная таблица трансформаторовПрименение трансформаторов токаПринципы подбора параметров измерительных трансформатора токаТрансформаторы, дроссели, электромагнитыТороидальная намоткаРядовая намоткаПреобразователиПреобразователь 220-110В тиристорныйКонтроллеры спец. назначенияПрограммируемый таймер (одноканальный)Некоторые аспекты применения датчиков в счетчиках электроэнергииАшмаров Ю.В., генеральный директор ООО ВП АИСТ Любой инженер, при конструировании электронного счетчика электроэнергии, сталкивается с необходимостью выбора первичных преобразователей. Если на микросхемы, применяемые в качестве измерительных, есть достаточно подробные описания, то для датчиков тока ощущается серьезный информационный голод. Данная статья содержит минимум формул, но предназначена для понимания принципа работы различных датчиков, их достоинств измеритель петля фаза нуль недостатков, проведения расчетов измеритель петля фаза нуль выбора элементов измерительных цепей. Наиболее простыми датчиками напряжения измеритель петля фаза нуль тока являются прецизионные резистивные датчики. Соответственно - делитель напряжения для измерения текущего напряжения измеритель петля фаза нуль токовый шунт для измерения текущего тока. Делитель напряжения рассчитывают таким образом, чтобы напряжение на его выходе составляло величину, рекомендованную для конкретной м.с. счетчика измеритель петля фаза нуль не превосходило при крайнем значении входного напряжения максимально допустимое измеряемое напряжение (обычно +-400мВ или +-500мВ). Делитель включается между двумя проводами контролируемой цепи (ноль измеритель петля фаза нуль фаза). Эффективное значение соответственно = 400мВ/1.732=231мВ. Токовый шунт Токовый шунт включают в разрыв фазного провода. Наряду с преимуществами - такими как невысокая стоимость измеритель петля фаза нуль безразличие к постоянной составляющей тока в измеряемой цепи, шунт обладает серьезными недостатками: 1. Выбор токового шунта требует компромисса, т.к. с одной стороны необходимо получить достаточное для измерения напряжение, т.е. сопротивление шунта должно быть достаточно высоким, измеритель петля фаза нуль с другой стороны - сопротивление шунта должно быть минимально возможным, для того чтобы исключить внешнее несанкционированное шунтирование (хищение эл.энергии) измеритель петля фаза нуль влияние на измеряемую цепь. Например: Для цепи с током нагрузки 5 (50)А можно применить шунт с Rш = 400 мкОм и, соответственно, с напряжением на нём для измерения всего 2 (20)мВ. Однако если посмотреть параметры м.сх для счетчиков - диапазон измерения составляет 500 мВ. 2. Паразитный нагрев шунта за счет выделяемой на нем мощности. При сопротивлении шунта 400 мкОм измеритель петля фаза нуль максимальном токе 50А выделяемая паразитная мощность равна 1 Вт. В условиях затрудненного охлаждения это вызывает серьезный нагрев шунта измеритель петля фаза нуль изменение его сопротивления, что сказывается на точности замеров, не говоря о том, что растет потребление энергии всем счетчиком в целом. 3. Измерительная схема находится под высоким напряжением, что затрудняет экранирование измеритель петля фаза нуль требует повышенных мер по защите от поражения эл. током. 4. Влияние шумов измеритель петля фаза нуль импульсных помех на измерительную схему весьма критично, поэтому требуется применение специальных заградительных фильтров, которые вносят фазовые искажения при замере. 5. Возрастание погрешности при воздействии высокочастотных сигналов за счет собственной индуктивности шунта Трансформаторные датчики тока (измерительные трансформаторы тока) Трансформаторные датчики тока дороже резистивных, но обладают рядом существенных преимуществ: 1. Измерительные трансформаторы тока, по сравнению с шунтами, работают при значительно меньших падениях напряжения на входе измеритель петля фаза нуль практически не потребляют. 2. Измерительные трансформаторы тока обеспечивают гальваническую развязку между обмотками, поэтому измерительная схема не находится под высоким потенциалом как при использовании шунта измеритель петля фаза нуль ее можно легко экранировать. 3. Параметры трансформатора тока практически не изменяются во времени измеритель петля фаза нуль не зависят от температуры. 4. Коэффициент трансформации легко выдерживается при производстве измеритель петля фаза нуль остается всегда постоянным. 5. Трансформаторы тока прекрасно гасят импульсные помехи в измерительной цепи без применения дополнительных фильтров 6. Обеспечивают минимальный фазовый сдвиг между цепями измерения напряжения измеритель петля фаза нуль тока, т.к. фильтрация измерительного сигнала производится за счет собственной индуктивности трансформатора. 7. Простота измерения 3-х фазных токовых сигналов за счет гальванической развязки токовых проводов измеритель петля фаза нуль измерительной части. В качестве датчиков тока (измерительных трансформаторов тока) обычно используются трансформаторные датчики двух типов: 1. Трансформатор нагруженный на прецизионный резистор - трансформатор тока. Обычно с магнитопроводом из аморфных или нанокристаллических сплавов. Выходное напряжение, снимаемое с резистора, пропорционально току первичной обмотки; 2. Дифференцирующий трансформатор di/dt, работающий в режиме ударного возбуждения. Обычно без магнитопровода (воздушный). Выходное напряжение трансформатора пропорционально скорости изменения тока первичной обмотки. Применение трансформаторного датчика тока в счетчиках электроэнергии может сочетаться с применением резистивного датчика напряжения или трансформатора напряжения. Обычно применяют резистивный делитель как наиболее дешевый. Измерительный трансформатор тока с нагрузочным резистором Идеальным режимом работы измерительного трансформатора тока является режим короткого замыкания его вторичной цепи. В этом режиме по вторичной цепи трансформатора тока протекает индуцированный ток, который создает в магнитопроводе вторичный поток магнитной индукции, компенсирующий поток магнитной индукции от тока первичной цепи. В результате в сердечнике, в стационарном режиме, устанавливается близкий к 0 суммарный поток магнитной индукции, индуцирующий во вторичной обмотке небольшую ЭДС, поддерживающую ток во вторичной цепи пропорционально значению тока первичной цепи. Безопасность вторичных цепей при больших входных токах обеспечивается за счет вхождения сердечника в насыщение. Однако, если вторичную цепь трансформатора тока разомкнуть (аварийный режим), то исчезновение вторичного тока измеритель петля фаза нуль созданного им магнитного потока приведет к значительному росту суммарного магнитного потока измеритель петля фаза нуль соответственно увеличению ЭДС во вторичной обмотке до огромных значений, что может вызвать пробой изоляции. Кроме того, при большом магнитном потоке резко увеличиваются потери в сердечнике, что вызывает его разогрев. Погрешности трансформаторного датчика тока складываются из токовой погрешности (погрешность действительного коэффициента трансформации) измеритель петля фаза нуль угловой погрешности (разность фаз между токами первичной измеритель петля фаза нуль вторичной цепи). Погрешности определяются двумя факторами: ограниченной магнитной проницаемостью магнитопровода измеритель петля фаза нуль ненулевым значением сопротивления нагрузки. Вместе с тем погрешность трансформатора тем меньше, чем меньше магнитное сопротивление магнитопровода, т.е. больше магнитная проницаемость материала, больше сечение сердечника измеритель петля фаза нуль меньше его длина, измеритель петля фаза нуль также чем меньше его вторичная нагрузка (идеал - к.з. вторичной обмотки). Важно учитывать, что магнитная проницаемость зависит от напряженности магнитного поля, измеритель петля фаза нуль практически постоянна только в области слабых полей. Поскольку трансформаторы работают в слабых результирующих полях, то для них необходимо использование материала с высокой начальной магнитной проницаемостью. В качестве сердечников трансформаторных датчиков тока используются нанокристаллические или аморфные сплавы. Нанокристаллические сплавы характеризуются практически постоянной высокой магнитной проницаемостью в слабых полях (до 0.1А/м) составляющей в среднем 40 000 - 60 000 (для электротехнической стали всего 400). Кроме того, эти сплавы обладают высокой остаточной магнитной индукцией измеритель петля фаза нуль низкой коэрцитивной силой, т.е. очень узкой петлей гистерезиса, малыми потерями на вихревые токи (менее 5 Вт/кг); близкой к нулю магнитострикцией. В зависимости от термообработки сердечники могут обладать прямоугольной, линейной или округлой петлей гистерезиса. Магнитопроводы обеспечивают высокую линейность кривой намагниченности в слабых полях. Полное перемагничивание сердечника при подаче переменного тока происходит при малой напряженности магнитного поля за счет узкой петли гистерезиса. Магнитопроводы выпускаются в защитных пластмассовых контейнерах, обеспечивающих их защиту от механических воздействий Амплитудная характеристика датчика, в общем случае, нелинейная, что обусловлено нелинейностью кривой магнитной индукции сердечника. Нелинейность особенно ярко выражена в области начала насыщения измеритель петля фаза нуль определяется материалом магнитопровода. Однако в области слабых магнитных полей (чистый синусоидальный сигнал измеритель петля фаза нуль Rн=0) она практически линейна. Эта область измеритель петля фаза нуль является рабочей при расчете трансформатора. В недорогих трансформаторах тока для диапазона 5(50)А, изготавливаемых на нанокристаллические сплавах 5БДСР (рисунок слева) или ГМ414 типоразмера ОЛ25х15х10 нелинейность характеристики не превышает 0.3%, что вполне достаточно для построения счетчиков 1 измеритель петля фаза нуль 2 классов. Для трансформаторов более высокой точности применяют более дорогие аморфные сплавы, например 82В (рисунок справа). Одним из недостатков трансформаторов тока является намагничивание сердечника постоянной составляющей тока, возникающей в контролируемой электрической цепи из-за асимметрии потребления нагрузки (например однополупериодный выпрямитель) в разных полуволнах. Нивелировать данный недостаток можно правильным выбором габаритов или материала магнитопровода трансформаторов тока. Постоянный магнитный поток, обусловленный разностью токов в первичной обмотке в разные полуволны, не компенсируется. В результате, в сердечнике трансформатора тока на переменный магнитный поток накладывается постоянный поток, который приводит к смещению реальной кривой намагничивания сердечника в область больших полей при той же потребляемой мощности в нагрузке. Однако следует заметить, что искажение образуются в области перехода тока через 0, при этом искажения в одной полуволне приводят к компенсационному искажению в другой, поэтому фактическая погрешность измерения потребляемой мощности в счетчике изменяется не столь радикально. Для борьбы с постоянным подмагничиванием можно применять трансформаторы тока с магнитопроводом из кобальтовых сплавов типа 86Т, которые начинают насыщаться при напряженности свыше 400А/м (для размера ОЛ25-15-10 это где-то в районе 25А постоянного тока в измеряемой цепи) или трансформаторы с сердечником, выполненным с немагнитным зазором. Что касается изготовления сердечника с зазором, то выполнить на сердечнике достаточно маленький немагнитный зазор (в районе 0,05-0,1 мм) достаточно сложно. Как альтернатива может применяться заполнение зазора порошком, при этом требования к величине зазора снижаются, но в конечном итоге себестоимость таких магнитопроводов все-таки значительна. Запас по постоянному потоку можно достигнуть также уменьшением напряженности магнитного поля в сердечнике (для того же тока в первичной обмотке) за счет увеличения длины магнитопровода (величина напряженности магнитного потока прямо пропорциональна произведению кол-ва витков на ток измеритель петля фаза нуль обратно пропорциональна средней длине магнитопровода измеритель петля фаза нуль выражается формулой H=N1*I1/L). Однако увеличение длины магнитопровода вызывает снижение ЭДС самоиндукции, которая прямо пропорциональна площади сечения магнитопровода измеритель петля фаза нуль обратно пропорциональна длине магнитопровода. Поэтому увеличение длины должно сопровождаться увеличением площади сечения - для сохранения прежнего значения индуктивности. Как известно, чем выше индуктивность вторичной обмотки, тем ниже скорость изменения тока измеритель петля фаза нуль тем ниже наводимая ЭДС в первичной обмотке. Кроме того, большая индуктивность совместно с сопротивлением вторичной обмотки работает как НЧ фильтр в измерительной цепи (причем не вносящий фазовые искажения!) и, кроме того, снижает воздействие АЦП измерителя на измерительную цепь. В связи с этим требования к RC цепи в измерительном канале снижаются (его можно не ставить вовсе!), а, следовательно снижается фазовый сдвиг, вносимый этим фильтром между каналами измерения тока измеритель петля фаза нуль напряжения. Расчет измерительной цепи для конкретного трансформатора тока относительно несложен. Как было сказано выше, во вторичной обмотке трансформатора тока нагруженной на резистор Rb, протекает ток, трансформируемый из первичной обмотки измеритель петля фаза нуль обусловленный явлением электромагнитной индукции. Активное сопротивление цепи вторичной обмотки равно Rb + R2 , где R2 - собственное сопротивление вторичной обмотки трансформатора тока, измеритель петля фаза нуль Rb - сопротивление нагрузочного резистора. Ток вторичной обмотки I2 ~ I1/N, где N - коэффициент трансформации (обычно 1000...3000). Выходное напряжение датчика тока, определяемое падением напряжения на Rb: U2=I2*Rb=I1*Rb/N. Эквивалентное напряжение на входе трансформатора U1=U2/N=I1*Rb/N^2 Таким образом, напряжение на первичной обмотке трансформатора тока пропорционально I1*Rb/N^2. т.е. в N^2 раз меньше, чем для шунта при одном измеритель петля фаза нуль том же выходном напряжении для измерения. Поэтому влияние трансформаторного датчика тока на контролируемую цепь меньше чем в случае применения шунта. Например для трансформатора тока с N = 3000; U2 = 20мВ, I1 = 50 А (см. расчет для шунта выше по тексту) рассчитаем эквивалентное входное активное сопротивление. I2=50/3000=0.01667A. Rb=20мВ/16.67мА=1.2 Ом. Входное сопротивление идеального трансформатора равно Rb/N^2 = 1,2/3000^2=0,1333мкОм. Однако, с учетом собственного активного сопротивления вторичной обмотки (для трансформатора на магнитопроводе ОЛ25х15х10 примерно 400 Ом), эквивалентное активное входное сопротивление равно (Rb+R2)/N^2 = (1,2+400)/3000^2=44,6мкОм (сравните с 400 мкОм на шунте!). Оценивая величину Rb, можно увидеть, что оно ничтожно по сравнению с внутренним сопротивлением обмотки трансформатора. Таким образом можно увеличивать Rb для получения больших напряжений для последующего измерения, измеритель петля фаза нуль следовательно повысить точность при замере малых токов, снизить влияние электрических шумов на измеряемую цепь измеритель петля фаза нуль при этом практически не вносить дополнительных потерь в измеряемую цепь. Дифференцирующий трансформатор тока В настоящее время в качестве датчика тока получают распространение дифференцирующие трансформаторы, используемые обычно без магнитного сердечника. Отсутствие сердечника обеспечивает линейность его амплитудной характеристики в широком диапазоне, измеритель петля фаза нуль также исключает рассмотренное выше намагничивание постоянным током, но требует применение специальных микросхем с встроенным интегратором, например ADE7753/59 для однофазной или ADE7758 для трёхфазной цепи. Эти микросхемы допускают использование дифференцирующего трансформатора, шунта или трансформатора тока с нагрузкой Rb. Дифференцирующие трансформаторы обычно применяют для измерения больших токов, т.к. магнитный поток в них невелик (в m раз меньше чем в ферромагнетиках), измеритель петля фаза нуль следовательно наводимая ЭДС так же мала (E= m0*N1*N2/L*dI/dt). Для того что бы получить приемлемый для измерения сигнал, дифференцирующий трансформатор используют в режиме контура ударного возбуждения (а не в режиме трансформатора тока), при котором ЭДС на выходе пропорциональна dI/dt, для этого нагрузочный резистор Rb имеет достаточно большую величину. В этом режиме выходной сигнал с трансформатора не повторяет форму входного тока, но трансформатор имеет высокую чувствительность к изменению тока. Для того, чтобы не было искажений выходного сигнала применяют интегрирующую цепь (в ADE7753/59 для однофазной или ADE7758 для трёхфазной цепи она встроенная). В этом случае, обмотка трансформатора (L2 измеритель петля фаза нуль R2), R измеритель петля фаза нуль C интегратора образуют колебательный контур с затуханием измеритель петля фаза нуль последовательно включенной ЭДС самоиндукции. В общем виде напряжение на конденсаторе: U=L2*I1/((R2+R)*C*N). Постоянную времени (R+R2)*C, (L2*C)^0.5 необходимо выбрать значительно превосходящую постоянную времени изменения входного тока. Конструктивно оба трансформатора (тока измеритель петля фаза нуль дифференцирующий) представляют собой тороидальные катушки, причем для трансформатора тока- с магнитным сердечником. Катушки для трансформаторов обоих типов содержат обычно только вторичную обмотку, первичной обмоткой является провод (медная шина), продеваемый через центральное отверстие трансформатора. 302028, г. Орел, ул. Октябрьская 27,оф.25. ООО ВП "АИСТ", тел. (4862)71-94-35, тел./факс (4862)55-30-59, info@eltranstech.ru (с)2005 Студия 404 разделы распыление ароматизатор прерывание беременность переработка резина флажок настольный кофе колониальный товар сейфовые ячейка холодильный централь курьерский почта sony ericsson k790i купить циклон батарейный государственный герб концепция совершенствование сбыта нужный билет soflens comfort редизайн кострома купить блендер вихревой теплогенераторы электрокардиограф аэробика магнитный решетка туба машина антенна ичп пбоюл швейцария культура протеин урок охота перевод испанский фарфор portofino получение выписка егрп асбест а7-450 метробонд бестраншейный облицовка пленка пэ рак щитовидный железа бахила полиэтиленовый кпк опт restart плита электропечь dimplex model brayford кайт пилотажный peg perego venezia утюг предохранитель пкт измеритель петля фаза нуль