Измерение мощности постоянного и переменного тока. Измерения мощности в цепях переменного и постоянного тока на примере исследования энергетических характеристик электромашинного агрегата, страница 4

Сразу же после выполнения п. 5.2.9 в целях безопасности и обеспечения сохранности лабораторного макета сопротивление R_H следует увеличить.

По мере получения экспериментальных данных и результатов промежуточных вычислений они заносятся в таблицу 2.

Таблица предъявляется преподавателю, который подписывает ее при успешном завершении эксперимента.

В отчете приводятся графики зависимостей P(R_H), кпд(R_H), K_M(R_H).

5.3. Порядок выполнения п. 3.2. программы работы

5.3.1.   Не изменяя режима работы электромашинного агрегата, устанавливают значение сопротивления нагрузки R_H, равное тому значению, при котором при выполнении работы по п. 3.1. программы был получен максимум выходной мощности. Это сопротивление устанавливается по значению силы тока в нагрузке, которое было получено при выполнении п.п. 5.2.3 - 5.2.8 и достижении максимальной мощности на выходе.

С помощью переключателя П (рис. 3) устанавливается угол регулирования, равный 30°.

5.3.2.Выполняются действия, описанные в п. 5.2.3.

5.3.3.Выполняются действия, описанные в п. 5.2.4.

5.3.4.Выполняются действия, описанные в п. 5.2.5.

5.3.5.По полученным значениям Р_н и Р в соответствии с формулой (17) вычисляются значения к.п.д.

5.3.6.С помощью переключателя П (рис. 3) изменяется угол регулирования тиристорного выпрямителя на величину, заданную преподавателем.

Значение установленного угла регулирования следует измерять с помощью осциллографа, руководствуясь рис. 6 и указаниями п. 4.4.

5.3.8. Операции по п.п. 5.3.3 - 5.3.7 повторяются и прекращаются по достижении углом регулирования значения 120°. В этом случае электромашинный агрегат останавливается.

Всего количество дискретных значений угла регулирования должно быть равно 4 в диапазоне (30° , 120° ).

По мере получения экспериментальных данных их заносят в предварительную таблицу 3, вид которой показан выше в п. 5.2.

Таблица предъявляется преподавателю, и при успешном завершении экспериментов по п. 3.2. преподаватель ее подписывает.

В отчете приводятся графики зависимостей Р(α), кпд(α), К_M(α).

5.4. Порядок выполнения п. 3.3. программы работы

Выполняется при подготовке и оформлении отчета в соответствии с указаниями п. 6.2.

Результаты вычислений и необходимые для этого исходные данные приводятся в таблицах по форме таблиц 4, 5.

6. Теоретическая часть

6.1. Методы измерений

Как известно, кпд агрегата есть отношение мощности, выделяемой им на сопротивлении нагрузки, к мощности, потребляемой им от источника.

Таким образом при выполнении работы необходимо измерять, с одной стороны, активную мощность, потребляемую исследуемым агрегатом из трехфазной сети, а с другой стороны - мощность, выделяемую на выходе электромашинного агрегата в нагрузочном реостате R_H и в дополнительной нагрузке, если она имеется.

Как видно из рис. 3, первичные обмотки трансформатора Тр.1, питающего электромашинный агрегат, соединены звездой, нулевой провод доступен.

Активная мощность, потребляемая каждой фазой электромашинного агрегата, измеряется ваттметром и равна

где , - действующие значения напряжения и тока, φ - угол сдвига фазы, cosφ - коэффициент мощности.

Полная мощность в каждой фазе вычисляется по показаниям амперметра и вольтметра и является результатом косвенного измерения:

-     (1)

Активная суммарная мощность, потребляемая из сети, равна сумме мощностей, потребляемых в каждой фазе:

Р = Р_А+Р_В+Р_С.           (2)

Полная суммарная мощность равна сумме полных мощностей в фазах:

Р_п = Р_пА+ Р_пВ+ Р_пС    (3)

Коэффициент мощности трехфазной цепи вычисляется по формуле:

K_M =(4)

где Р. есть сумма активных мощностей, измеренных ваттметром в фазах А, В, С (2), Р_п- сумма полных мощностей, вычисленных для каждой фазы по показаниям амперметра и вольтметра (3).

На выходе электромашинного агрегата вырабатывается постоянный ток, который замыкается на сопротивление нагрузки R_H и выделяет на нем мощность Р_Н. Измерение этой мощности выполняется с помощью внешнего ваттметра. Для определения сопротивления нагрузки и силы протекающего по нему тока можно использовать вольтметр, амперметр и ваттметр. Сила тока нагрузки измеряется прямым методом с помощью амперметра или косвенно, как отношение мощности, рассеиваемой в сопротивлении нагрузки, к напряжению на нем:

           (5)