Измерения формы кривой напряжения и тока

Измерения формы кривой напряжения и тока

Форму кривых напряжения и тока принято считать практически синусоидальной, если любая ее ордината отличается от соответствующей ординаты синусоиды, равной ей по амплитуде, на отрезок, не превосходящий 5 % амплитуды.

Синусоидальность может быть проверена несколькими способами. Используя наиболее простой из них, наблюдают исследуемую кривую на экране электронно-лучевого осциллографа.

Для этого предварительно наносят на экран прибора или на прозрачную пластину две одинаковые линии синусоидальной формы, сдвинутые по вертикали одна относительно другой на 10% их амплитуды (рис. 1).

Затем на вход Y осциллографа подают проверяемое напряжение и, регулируя усиление по каналу Y и период развертки, добиваются таких размеров кривой на экране, чтобы она располагалась внутри полосы, ограниченной вспомогательными синусоидами. Если это удается, то напряжение считают практически синусоидальным.

Каждый электрик должен знать:  Схема расключения двухклавишного выключателя

Рис. 1. Вспомогательные кривые для определения формы кривой тока и напряжения с помощью электронно-лучевого осциллографа

Чтобы рассмотреть второй способ определения синусоидальности кривой, введем несколько определений. Как известно, периодическая изменяющаяся величина может быть охарактеризована действующим, средним и максимальным (амплитудным) значениями. Если периодическая величина х изменяется по синусоидальному закону, то все ее значения связаны между собой определенным образом.

Например, отношение амплитудного значения к действующему, называемое коэффициентом амплитуды ka = xm /x = √ 2 = 1,41, отношение среднего значения за полупериод к амплитудному, называемое коэффициентом среднего значения k cр = xcp/xm = 2/ π = 0,637, и, наконец, отношение действующего значения к среднему, называемое коэффициентом формы k ф = x/x ср = π/(2√2) = 1,11.

Каждый электрик должен знать:  Сухой ТЭН для накопительных водонагревателей

Ориентируясь на эти соотношения, стандарт допускает определять синусоидальность формы кривой периодической величины по результатам одновременного измерения среднего и действующего значений. Кривая считается практически синусоидальной если 1,132 > kф > 1,088.

В связи с тем что большинство используемых в практике испытаний измерительных приборов градуируется в действующих значениях, непосредственно измерять среднее и действующее значения не всегда представляется возможным. В этом случае исследуемую величину измеряют одновременно амплитудным (пиковым) и электродинамическим вольтметрами. При необходимости определения всех трех названных коэффициентов следует подключить выпрямительный вольтметр.

Показания вольтметров и коэффициенты, характеризующие синусоидальность формы связаны соотношениями: ka = 1,41 U1 /U2, k ф = U 2/0,9 U3 , kcp = 0,673 = U3 /U1, где U 1, U2, U3 — показания амплитудного, электродинамического и выпрямительного вольтметров по шкалам, проградуированным в действующих значениях синусоидального напряжения.

Каждый электрик должен знать:  Провод ППВ характеристики, расшифровка, применение, обзор

Пример. Для определения несинусоидальности формы кривой напряжения вторичной обмотки трансформатора фазное напряжение было одновременно измерено амплитудным В3-43, электродинамическим Д-556 и выпрямительным Ц4317 вольтметрами.

Их показания составили U1 = 76 В, U2 = 61 В, U3 = 59 ,5 В. Тогда ka = 1 , 41 х 76/61 = 1,76, k ф = 1,11 х 61/59,5 = 1,14, kcp = 0,637 х 59,5/76 = 0,5

В связи с тем что для синусоидальной кривой эти коэффициенты должны быть равны 1,41, 1,11 и 0,637 соответственно, можно сделать вывод о том что напряжение на вторичной обмотке трансформатора имеет несинусоидальную форму. Обратим внимание на то, что при синусоидальном напряжении показания всех трех вольтметров должны быть равны.

Добавить комментарий