2.3. Pomiary wielkości elektrycznych i mechanicznych. 2.3.1

2.3. Pomiary wielkości elektrycznych i mechanicznych.
(1h wykładu)
2.3.1. Pomiary wielkości elektrycznych
Rezystancja wejściowa mierników cyfrowych
Przykład: Do sprawdzenia braku napięcia przemiennego w gnieździe 220 V, użyto multimetru cyfrowego
nastawionego na pomiar napięcia przemiennego. Woltomierz wskazał napięcie trochę mniejsze niż znamionowe,
mimo otwartego wyłącznika na linii zasilającej gniazdo. (pojemność łącznika)
Przebiegi odkształcone
Mierniki cyfrowe wprowadzają znaczne błędy przy pomiarze przebiegów odkształconych. Miernikami, które
poprawnie mierzą wartość skuteczną przebiegów odkształconych w obwodach elektrycznych (50 Hz) są
woltomierze i amperomierze elektromagnetyczne.
Poprawny pomiar przebiegów odkształconych zapewniają multimetry cyfrowe wyposażone w przetwornik
wartości skutecznej. Mierniki takie mają napis: „TRUE RMS” (prawdziwa wartość skuteczna).
Miernik profesjonalny TrueRMS
Miernik popularny RMC DC
Wrażliwość na przepięcia
Multimetry cyfrowe są wyposażone w układy scalone lub mikroprocesory, które są wrażliwe na przepięcia.
Oznaczenia mierników
B. dobry do napięć stałych
B. dobry do przebiegów
sinusoidalnych i odkształconych
Wyskalowany w wartościach
skutecznych sinusoidy –
nieodpowiedni dla przebiegów
odkształconych
W woltomierzach prostownikowych, reagujących na wartość średnią, stosuje się
mostkowe układy prostownicze służące do zamiany prądu zmiennego na serię
unipolarnych impulsów prądowych, które odchylają wskazówkę miernika w jednym
kierunku.
Prostownikowy miernik wartości średniej
Pomiar mocy czynnej i współczynnika mocy
Układ Arona
R
•
•
W1
•
S
•
W2
T
klasa 0,5%,
częstotliwość pracy 15-200 Hz
przeciążalność prądowa 1,3 IN
Zawsze dopasować zakresy napięciowe i prądowe!
Rejestrator mocy z cęgowym pomiarem prądu
Pomiar współczynnika mocy
W układzie Arona
+180
P0
Wskazania mocy P i p w procentach
160
140
120
p
P
100
80
60
40
20
0
-20
-40
-60
100
80
60
40
20
0
20
40
Kąt ϕ w stopniach
Za pomocą miernika
60
80
100
Pomiary rezystancji uzwojeń, rezystancji izolacji.
Najczęściej stosowaną metodą pomiaru rezystancji uzwojeń maszyn elektrycznych jest
metoda techniczna. Jej dokładność zależy od dokładności użytych do pomiaru przyrządów. W
zależności od sposobu połączenia przyrządów rozróżnia się układ z dokładnym pomiarem
napięcia (do pomiaru rezystancji znacznie mniejszych od rezystancji wewnętrznej użytego
woltomierza) oraz układ z dokładnym pomiarem prądu (do pomiaru rezystancji znacznie
większych od rezystancji zastępczej amperomierza).
Rezystancje uzwojeń wirników, w obwodzie których znajdują się zestyki ślizgowe należy mierzyć
bezpośrednio na działkach komutatora lub pierścieniach ślizgowych.
Rys. 2.1. Układ do pomiaru rezystancji: a - małych, b – dużych
Wartość natężenia prądu płynącego przez rezystancję mierzoną należy dobrać tak, aby praktycznie
nie powodowała nagrzania się uzwojeń. Również z tego powodu pomiary rezystancji należy
wykonywać możliwie szybko. Ze względu na nagrzewanie się uzwojeń prąd podczas pomiaru nie
powinien przekraczać 10-20 % prądu znamionowego tych uzwojeń.
Pomiar parametrów R i L uzwojenia z wykorzystaniem watomierza, amperomierza i
woltomierza:
A
W
Atr
U
Z=
I
P
R= 2
I
V
Dł
UZ
X L = Z 2 − R2
L=
XL
ω
Pomiary rezystancji izolacji
Badanie stanu izolacji maszyn elektrycznych dokonuje się poprzez pomiar rezystancji izolacji
megaomomierzem induktorowym lub elektronicznym.
Dla maszyn niskiego napięcia pomiary najczęściej wykonuje się megaomomierzem o napięciu pomiarowym
500V przyłączając przyrząd pomiędzy obudowę maszyny a końce badanych uzwojeń. Odczytu rezystancji
dokonuje się w czasie 60 sekund co 15 sekund.
Z otrzymanych pomiarów wyznacza się współczynnik absorpcji – k = R60/R15.
Stan izolacji uważa się za dobry, jeżeli wartość współczynnika absorpcji k > 1,5
Najmniejszą dopuszczalną wartość rezystancji izolacji przyjmuje się:
- dla uzwojeń wirników silników indukcyjnych oraz obwodów wzbudzenia (maszyn synchronicznych i
prądu stałego) 500 Ω/V
- dla wszystkich innych uzwojeń 1000 Ω/V
Megaomomierz umożliwia bezpośredni i obiektywny
pomiar wskaźników R15, R60, R300 oraz
wskaźników absorbcji R60/R15 i R300/R600.
Napięcia pomiarowe:
500 V dla rezystancji Rx > 360 kΩ
1000 V dla rezystancji Rx > 2 MΩ
2500 V dla rezystancji Rx > 10 MΩ
Napięcia pomiarowe wytwarzane przez stabilizowaną,
wysokosprawną przetwornicę
Zakresy pomiarowe
360 kΩ - 399,9 GΩ
Czas pomiaru rezystancji izolacji:
60 sekund odmierzany automatycznie
300 sekund odmierzany automatycznie