Разработка устройства, измеряющего реактивную составляющую полной мощности

Содержание

Задание.                                                                                                                стр.2

Содержание                                                                                                         стр.3

Введение.                                                                                                             стр.4

1.Описание принципа работы прибора.                                                           стр.5

2.Разработка функциональной схемы преобразователя.                                стр.8

3. Разработка и расчёт узлов принципиальной схемы                                   стр.11

3.1. Расчёт нормирующих устройств                                                         стр.11

3.1.1. Расчёт нормирующего устройства тока                                стр.12

3.1.2. Расчёт нормирующего устройства напряжения                   стр.14

3.2. Расчёт аналогового перемножителя сигналов                                   стр.17

3.3. Расчёт суммирующего устройства                                                      стр.18

3.4. Расчёт выпрямителя                                                                             стр.19

3.5. Расчёт фильтра                                                                                      стр.20

3.6. Разработка и расчёт интегрирующего устройства                            стр.21

  3.7.Определение разрядности счётчика                                                     стр.23

3.8 Расчёт делителя частоты                                                                       стр.23

3.9 Разработка блока цифровой индикации                                              стр.25

4. Расчёт погрешностей прибора                                                                      стр.28

5. Разработка и расчёт источников питания                                                    стр.29

5.1. Расчёт блока питания + 9 В                                                                  стр.29

5.2. Расчёт блока питания ± 15 В                                                                стр.30

5.3. Расчёт блока питания ±5В                                                                    стр.32          

Заключение                                                                                                         стр.33

Список использованной литературы                                                                стр.34

Приложение                                                                                                        стр.35

Введение

В настоящее время остро стоит задача учёта энергоресурсов. Это связано, прежде всего, с их ограниченностью и высокой стоимостью. Их правильный учёт позволяет устанавливать реальный цены на них и, что является немаловажным, выяснить факторы их нерационального или неэффективного использования.

Для количественного измерения потребляемой энергии в электрических сетях служат счётчики активной и реактивной энергии. Счётчики реактивной энергии измеряют реактивную составляющую полной мощности. Эта составляющая не расходуется потребителем для выполнения полезной работы, но приводит к дополнительным потерям. Счётчик позволяет выявить эти потери и количественно их измерить. По полученным данным можно построить работу потребителей таким образом, чтобы свести потери к минимуму.

1.Описание принципа работы прибора.

Полная мощность переменного тока определяется по формуле:     S = U · I [В · А]

Эта мощность состоит из активной и реактивной составляющих. Полная мощность генератора переменного тока, включенного в цепь с активным сопротивлением (r) и реактивными сопротивлениями (x_L и x_C), состоит из мощностей расходуемых в активном и реактивном сопротивлениях. Мощность, расходуемая в активном сопротивлении, преобразуется в полезную работу или тепло, рассеиваемое в окружающее пространство. Реактивная часть мощности обусловлена колебаниями энергии при создании и исчезновении магнитных и электрических полей. Энергия то запасается в полях реактивных сопротивлений, то возвращается генератору, включённому в цепь. Реактивные токи, протекающие между генератором и реактивными приёмниками, обладающими индуктивным и ёмкостным сопротивлениями, бесполезно загружают линию и генератор, вызывая этим дополнительные потери энергии. Связь между полной, активной и реактивной мощностями находится из треугольника мощностей (рисунок 1).

Рисунок 1. Диаграмма «треугольник мощностей».

где P – активная мощность, Q – реактивная мощность, а S – полная мощность.

Чтобы судить о том, какая часть мощности расходуется как активная, а какая часть является реактивной, следует разделить активную мощность на полную мощность:      . Таким образом, cos φ является коэффициентом мощности переменного тока.