Faziniai matuokliai - paskirtis, tipai, prietaisas ir veikimo principas

Elektrinis matavimo prietaisas vadinamas fazės matuokliu, kurio funkcija yra matuoti fazės kampą tarp dviejų pastovaus dažnio elektrinių virpesių. Pavyzdžiui, naudodamiesi fazometru galite išmatuoti fazės kampą trifaziame įtampos tinkle. Faziniai matuokliai dažnai naudojami bet kurios elektros instaliacijos galios koeficientui, kosinusui phi, nustatyti. Taigi faziniai matuokliai yra plačiai naudojami kuriant, paleidžiant ir eksploatuojant įvairius elektros ir elektroninius prietaisus bei aparatus.

Kai fazoris yra prijungtas prie matuojamos grandinės, prietaisas prijungiamas prie įtampos grandinės ir srovės matavimo grandinės. Trifaziam maitinimo tinklui fazoris įtampa jungiamas prie trijų fazių, o srove prie antrinių srovės transformatorių apvijų taip pat trimis fazėmis.

Priklausomai nuo fazinio skaitiklio įrenginio, taip pat galima supaprastinta jo prijungimo schema, kai jis taip pat yra prijungtas prie trijų fazių pagal įtampą, o pagal srovę - tik į dvi fazes.Tada apskaičiuojama trečioji fazė, sudedant tik dviejų srovių (dviejų išmatuotų fazių) vektorius. Fazinio matuoklio paskirtis - kosinuso phi matavimas (galios koeficientas), todėl įprasta kalba jie dar vadinami „kosinuso matuokliais“.

Šiandien galite rasti dviejų tipų fazių matuoklius: elektrodinaminius ir skaitmeninius. Elektrodinaminiai arba elektromagnetiniai fazių matuokliai yra pagrįsti paprasta schema su proporcingu fazės poslinkio matavimo mechanizmu. Du tvirtai vienas prie kito pritvirtinti rėmai, kurių kampas yra 60 laipsnių, yra pritvirtinti prie ašių atramose ir nėra priešingo mechaninio momento.

Tam tikromis sąlygomis, kurios nustatomos keičiant srovių fazinį poslinkį šių dviejų rėmų grandinėse, taip pat šių rėmų tvirtinimo vienas prie kito kampą, judančioji matavimo prietaiso dalis pasukama kampu, lygiu iki fazės kampo. Prietaiso tiesinė skalė leidžia įrašyti matavimo rezultatą.

Pažvelkime į elektrodinaminio fazės matuoklio veikimo principą. Jame yra fiksuota I srovės ritė ir dvi judančios ritės. Srovės I1 ir I2 teka per kiekvieną judančią ritę. Tekančios srovės sukuria magnetinius srautus tiek stacionarioje, tiek judančioje ritėje. Atitinkamai, sąveikaujantys ritinių magnetiniai srautai sukuria du sukimo momentus M1 ir M2.

Šių momentų reikšmės priklauso nuo dviejų ritinių santykinės padėties, nuo judančios matavimo prietaiso dalies sukimosi kampo ir šie momentai yra nukreipti priešingomis kryptimis.Vidutinės momentų reikšmės priklauso nuo srovių, tekančių judančiose ritėse (I1 ir I2), nuo srovės, tekančios nejudančioje ritėje (I), nuo judančių ritių srovių fazės poslinkio kampų, palyginti su srovė stacionarioje ritėje (ψ1 ir ψ2 ) ir ant projektinių parametrų apvijų.

Dėl to judanti prietaiso dalis sukasi veikiant šiems momentams, kol atsiranda pusiausvyra, kurią sukelia sukimosi momentų lygybė. Fazinio matuoklio skalė gali būti kalibruojama pagal galios koeficientą.

Elektrodinaminių fazių matuoklių trūkumai yra rodmenų priklausomybė nuo dažnio ir didelis energijos suvartojimas iš tiriamo šaltinio.

Skaitmeninius fazinius matuoklius galima įdiegti įvairiais būdais. Pavyzdžiui, kompensavimo fazės matuoklis turi aukštą tikslumo laipsnį, net jei jis veikia rankiniu režimu, tačiau pagalvokite, kaip jis veikia. Yra dvi sinusinės įtampos U1 ir U2, kurių fazių poslinkį reikia žinoti.

Įtampa U2 tiekiama į fazių keitiklį (PV), kuris valdomas kodu iš valdymo bloko (UU). Fazių poslinkis tarp U3 ir U2 palaipsniui keičiamas, kol pasiekiama sąlyga, kai U1 ir U3 yra fazėse. Reguliuojant fazės poslinkio tarp U1 ir U3 ženklą, nustatomas fazei jautrus detektorius (PSD).

Fazei jautraus detektoriaus išėjimo signalas tiekiamas į valdymo bloką (CU). Balansavimo algoritmas įgyvendinamas impulsinio kodo metodu. Pasibaigus balansavimo procesui, fazės poslinkio koeficiento (PV) kodas išreikš fazės poslinkį tarp U1 ir U2.

Dauguma šiuolaikinių skaitmeninių fazių skaitiklių naudoja diskretinio skaičiavimo principą.Šis metodas veikia dviem etapais: paverčiant fazės poslinkį į tam tikros trukmės signalą, o po to išmatuojant šio impulso trukmę naudojant atskirą skaičių. Įrenginyje yra fazės į impulsą keitiklis, laiko parinkiklis (VS), diskretiškas formavimo impulsas (f / fn), skaitiklis (MF) ir DSP.

Iš U1 ir U2 formuojamas fazės į impulsą keitiklis su fazės poslinkiu Δφ stačiakampiai impulsai U3 kaip seka. Šių impulsų U3 pasikartojimo dažnis ir darbo ciklas atitinka įvesties signalų U1 ir U2 dažnį ir laiko poslinkį. Impulsai U4 ir U3 sudaro atskirus T0 periodo jutimo impulsus, kurie taikomi laiko parinkikliui. Laiko parinkiklis savo ruožtu atsidaro U3 impulso trukmei ir perjungia U4 impulsus. Dėl laiko parinkiklio išvesties gaunami impulsų U5 pliūpsniai, kurių pasikartojimo laikotarpis yra T.

Skaitiklis (MF) skaičiuoja impulsų skaičių nuosekliajame pakete U5, todėl skaitiklyje (MF) gautų impulsų skaičius yra proporcingas fazės poslinkiui tarp U1 ir U2. Kodas iš skaitiklio siunčiamas į centrinį valdymo centrą, o įrenginio rodmenys rodomi laipsniais dešimtųjų tikslumu, o tai pasiekiama įrenginio diskretiškumo laipsniu. Diskretiškumo klaida yra susijusi su galimybe išmatuoti Δt vieno impulsų skaičiavimo laikotarpio tikslumu.

Skaitmeniniai kosinuso phi vidurkinimo elektroniniai fazės matuokliai gali sumažinti paklaidą, nustatydami vidurkį per kelis bandymo signalo periodus T.Skaitmeninio vidurkio fazės matuoklio struktūra skiriasi nuo diskrečiųjų grandinių skaičiaus tuo, kad yra dar vienas laiko parinkiklis (BC2), taip pat impulsų generatorius (GP) ir diskrečiųjų impulsų generatorius (PI).

Čia fazės poslinkio keitiklis U5 apima impulsų generatorių (PI) ir laiko parinkiklį (BC1). Kalibruotam laiko tarpui Tk, daug didesniam nei T, į įrenginį tiekiami keli paketai, kurių išėjime suformuojami keli paketai, tai būtina rezultatams suvidurkinti.

U6 impulsų trukmė yra T0 kartotinė, nes impulsų formuotojas (PI) veikia pagal principą, dalijantį dažnį iš tam tikro koeficiento. Signalo U6 impulsai atidaro laiko parinkiklį (BC2). Dėl to į jo įvestį patenka keli paketai. U7 signalas tiekiamas į skaitiklį (MF), kuris yra prijungtas prie centrinio valdymo centro. Įrenginio skiriamąją gebą lemia U6 rinkinys.

Fazmačio paklaidai įtakos turi ir prastas keitiklio fazės poslinkio fiksavimo tikslumas per signalų U2 ir U1 perėjimo per nulius momentų intervalą. Tačiau šie netikslumai sumažėja, kai apskaičiuojant Tk laikotarpio skaičiavimų rezultatą, kuris yra daug didesnis nei tiriamų įvesties signalų periodas.

Tikimės, kad šis straipsnis padėjo jums suprasti, kaip veikia faziniai matuokliai. Išsamesnės informacijos visada galite rasti specialioje literatūroje, kurios, laimei, šiandien yra daug internete.