Pomiar mocy

POLITECHNIKA L SKA W GLIWICACH
WYDZIAŁ IN YNIERII RODOWISKA i ENERGETYKI
INSTYTUT MASZYN i URZ DZE ENERGETYCZNYCH
Pomiar mocy
Laboratorium metrologii
(M – 2)
Opracował: dr in . Jerzy Widenka
Sprawdził: dr in . Jan Około-Kułak
Zatwierdził: dr hab. in . Janusz Kotowicz
POMIAR MOCY ELEKTR. (3-FAZY) I MOCY MECHANICZNEJ
Na rysunku poni ej przedstawiono schemat układu nap dowego ,w którym mo na wyró ni :
• moc na wej ciu silnika (w tym przypadku silnik elektryczny 3-fazowy)
• moc efektywna (moc mechaniczna)
• moc u yteczna ( zale y od rodzaju urz dzenia nap dzanego)
Nef
Nel
Nu
Tematem wiczenia jest pomiar mocy elektrycznej i mechanicznej, co pozwala okre li sprawno
u ytecznej zale y od rodzaju urz dzenia nap dzanego.
silnika. Metoda pomiaru mocy
Pomiar mocy czynnej w układzie 3-fazowym.
Odbiornik mocy elekrycznej w układzie trójfazowym mo e by podł czony na dwa sposoby:
• w układzie czteroprzewodowym (z przewodem zerowym)
• w układzie trójprzewodowym
L1
L2
L1
L
L22
odbiornik
L3
L3
odbiornik
0
W układzie 4-przewodowym do pomiaru mocy czynnej w ogólnym przypadku niesymetrycznego obci enia faz nale y stosowa
3 watomierze wg schematu:
L1
L2
W1
W2
odbiornik
L3
0
W3
Całkowita moc czynna pobierana przez odbiornik jest sum wskaza poszczególnych watomierzy:
P = Pw 1 + Pw 2 + Pw 3
Je eli odbiornik podł czony jest w układzie trójprzewodowym , to do pomiaru mocy czynnej wystarcz 2 watomierze .
Układ pomiarowy przedstawiony na schemacie poni ej , nazywa si układem ARONA .
L1
L2
L3
IL1
A
W1
IL2
SILNIK
IL3
A
W2
Wykres wskazowy do układu pomiarowego dla przypadku kiedy
przedstawia rysunek
U L1 = U L 2 = U L 3 = U
UL1L2
UL1
300
ϕL1
-UL2
IL1
UL3L2
IL3
30
ϕL3
0
UL2
UL3
Wskazania watomierzy opisuj równania:
P =U
w1
L1L 2
* I * cos( U
L1
L1L 2
,I )
L1
Pw 2 = U L 3 L 2 * I L 3 * cos( U L 3 L 2 , I L 3 )
Je eli spełnione s warunki:
U L1 = U L 2 = U L 3 = U
I L1 = I L 2 = I L 3 = I
wtedy wskazania watomierzy s okre lone wzorami:
P = U * I * cos( 30 + ϕ )
w1
L1
P = U * I * cos( 30 − ϕ )
w2
L3
Całkowita moc czynna silnika jest sum wskaza watomierzy:
P=P +P
w1
w2
Pomiar mocy mechanicznej
Moc mechaniczna jest iloczynem momentu mechanicznego i pr dko ci k towej
N ef = M ω
Pomiar mocy mechanicznej polega na zmierzeniu momentu i pr dko ci k towej a nast pnie ich pomno eniu..
Pomiar pr dko ci k towej
Pomiar wykonuje si przy pomocy tachometru optycznego zliczaj cego odbite impulsy wietlne. Silnik jest obci ony hamulcem
linowym na tarczy którego s namalowane dwa srebrne prostok ciki odbijaj ce wiatło. Dlatego wskazanie tachometru nale y
podzieli przez dwa.
Ró nica wskaza ci aru Q i dynamometru G jest równa sile tarcia liny o tarcz hamulca.
T =Q−G
G
Mno c sił tarcia przez promie tarczy hamulca mo na wyznaczy warto
hamulca.
momentu siły na wale
M = Tr
Innym sposobem pomiaru momentu siły na wale silnika jest wahliwe zawieszenie silnika.
Przy normalnym zamocowaniu silnika moment siły na jego wale jest przenoszony
elektromagnetycznie na korpus i równowa ony przez reakcje umocowania korpusu.
M
r
Q
l
F
Przy zamocowaniu korpusu silnika w ło yskach jak na schemacie moment siły M jest równowa ony przez moment siły F, któr mierzy
si wag (rekcje w ło yskach przechodz przez o obrotu i nie daj momentu).
Warto momentu siły M okre la wzór:
M = Fl
Długo
ramienia wynosi l=0,635m.