Tải bản đầy đủ

Luận văn tốt nghiêp “Thiết kế bàn thử nghiệm công tơ điện 1 pha và 3 pha”


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Đề tài: Thiết kế bàn thử nghiệm công tơ
điện 1 pha và 3 pha
MỤC LỤC

Chương I. Ý nghĩa của việc đo lường và thử nghiệm
Chương II. Giới thiệu một số loại công tơ
Chương III. Nguyên lý hoạt động của các loại công tơ
Chương IV. Đo công suất và năng lượng
Chương V. Các tiêu chuẩn thử nghiệm
Chương VI. Thiết kế thiết bị kiểm định
Chương VII. Các phương pháp thử nghiệm và tính toán sử lý sai số
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay trong quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá, nền kinh tế
nước ta đã tăng trưởng liên tục, các nghành công nghiệp phát triển ngày càng
tăng. Do vậy các yêu cầu về khoa học nói chung, cũng như khoa học về công
đo lường và thử nghiệm nói riêng đòi hỏi phải đáp ứng kịp thời và phù hợp
với sự phát triển công nghiệp đất nước.
Kỹ thuật đo lường là một trong những ngàng quan trọng nhất đối với
sự phát triển của khoa học kỹ thuật trong mọi ngành kinh tế quốc dân. Với

trình độ hiện nay, khả năng của kỹ thuật đo lường rất lớn mạnh và phát triển.
Việc thử nghiệm các thiết bị đo là nhiệm vụ hết sức quan trọng nhằm
mục đích là tăng số điểm đo, tăng tốc độ đo, nâng cao độ chính xác, độ nhạy
nâng cao tính tin cậy. Thử nghiệm các thiết bị đo lường sẽ thúc đẩy sự phát
triển của kỹ thuật đo và các hệ thống thông tin đo lường.
Quá trình thực hiện nhiệm vụ thiết kế bàn thử nghiệm công tơ điện 1
pha và 3 pha được tiến hành khẩn trương, mặc dù gặp không ít khó khăn về
tài liệu tham khảo, cũng như khó khăn của bản thân chưa có kinh nghiệm thiết
kế. Song với sự nỗ lực của bản thân cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy
giáo Chu Đình Khiết, em đã hoàn thành đầy đủ nhiệm vụ được giao. Tuy
nhiên do thời gian do thời gian và kiến thức còn hạn chế, vốn hiểu biết chưa
nhiều nên chắc chắn đồ án này không tránh khỏi thiết sót. Rất mong được sự
chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Chu Đình Khiết, đã nhiệt
tính giúp đỡ em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này.
Sinh viên


Chương I
Ý NGHĨA CỦA VIỆC ĐO LƯỜNG VÀ THỬ NGHIỆM
I. Ý nghĩa của đo lường
Kỹ thuật đo lường là một trong những ngàng quan trọng nhất đối với sự
phát triển của khoa học kỹ thuật trong mọi ngành kinh tế quốc dân. Với trình
độ hiện nay, khả năng của kỹ thuật đo lường rất lớn mạnh và phát triển. Sau
đây là những khả năng của kỹ thuật đo lường:
- Có thể đo bất kỳ đại lượng vật lý nào bằng cách biến nó thành điện hoặc
bằng các thong số trong mạch điện. Rất nhiều loại chuyển đổi đo lường dựa
trên nhiều nguyên tắc khác nhau, liên kêt tất cả các ngành với ngành điện.
- Cũng có thể có phạm vi đo rất rộng, đại lượng cần đo có thể rất lớn hoặc rất
nhỏ.
- Có thể đo những đại lượng không đổi hoặc biến đổi nhanh và theo dõi các
quá trình.
- Có thể đo tại chỗ cũng như từ xa
- Có thể thực hiện những phép đo đơn giản và phương pháp đo phối hợp phức
tạp.
- Trong lĩnh vực chinh phục vũ trụ, kỹ thuật đo lường đóng vai trò rất quan
trọng. Đo các đại lượng trên khoảng không vũ trụ, đòi hỏi những thiết bị đo
làm việc trong những môi trường đặc biệt, những phưong pháp mũ hoá và
truyền tin đi xa không bị ảnh hưởng của khoảng cách.
- Trong sinh học, kỹ thuật đo lường góp phần rất lớn vào việc theo dõi sức


khoẻ con người. Nhiều thiết bị tinh vi, độ chính xác cao đã được chế tạo để
phục vụ cho con người.
II. Ý nghĩa việc thử nghiệm các thiết bị đo lường
Thử nghiệm các thiết bị đo là nhiệm vụ hết sức quan trọng nhằm mục đích là
tăng số điểm đo, tăng tốc độ đo, nâng cao độ chính xác, độ nhạy nâng cao tính
tin cậy. Thử nghiệm các thiết bị đo lường sẽ thúc đẩy sự phát triển của kỹ
thuật đo và các hệ thống thông tin đo lường.
Chương II. GIỚI THIỆU MỘT SỐ LOẠI CÔNG TƠ
I. Công tơ điện một pha
1. Ổ đấu dây
2. Đế
3. Nam châm hãm
4. Khung
5. Phần tử điện áp
6. Gối đỡ trên
7. Bộ số
8. Rô to
9. Cơ cấu chống quay ngược
10. Gối đỡ dưới
11. Phần tử dòng điện
12. Mặt số
13. Nắp
14. Nắp che ổ đấu dây
A1: Hiệu chỉnh tải đầy 100%
A2: Hiệu chỉnh tải thấp (5%và 10%)
A3: Hiệu chỉnh tải cảm ứng (cosϕ
Vỏ
Đế và Ổ đấu dây Công tơ bằng nhựa Bakêlít đen.
Các Đầu cốt đồng của Ổ đấu dây được bắt vít hoặc hàn với Cuộn dây dòng. 1
vít M3 hoặc 1 cầu nối mạch áp trượt trong Ổ đấu dây (được bố trí bên trong
hoặc bên ngoài Nắp Công tơ) để nối hoặc không nối mạch áp, dễ dàng cho
việc hiệu chỉnh và kiểm tra Công tơ.
Nắp Công tơ bằng thuỷ tinh hoặc nhựa PC (Polycacbonat) chống cháy hoặc
bằng nhựa bakêlít đen có cửa sổ bằng kính. Cửa sổ trong suốt cho phép nhìn
thấy Bộ số, Mặt số và Đĩa rôto.
Nắp che ổ đấu dây dài hoặc ngắn bằng nhựa Bakêlít đen hoặc sắt. Sơ đồ đấu
dây Công tơ ở phía trong Nắp che ổ đấu dây.
Khung
Khung Công tơ bằng hợp kim nhôm. Trên Khung gá lắp các phần tử dòng, áp
cùng với Nam châm hãm, hệ thống Gối đỡ , Bộ số thường và Cơ cấu chống
quay ngược hoặc Bộ số 1 hướng.
Phần tử phát động
Phần tử phát động gồm có 1 phần tử dòng điện và 1 phần tử điện áp. Mỗi phần
tử có 1 Lõi từ và 1 Cuộn dây.
Các Lõi từ dòng và áp bằng tôn silic có đặc tính từ tốt, được xử lý chống gỉ.
Lõi dòng có bù quá tải bằng thép đặc biệt, có khả năng quá tải lớn.
Các cuộn dây dòng và áp cách điện cao và chống ẩm tốt.
Phần tử phát động có Cơ cấu hiệu chỉnh tải thấp và Cơ cấu hiệu chỉnh tải cảm
ứng có hiệu quả tuyến tính
Rô to
Trục rôto bằng thép không gỉ. Đĩa rôto được gắn với Trục rôto nhờ phương
pháp ép phun nhựa đặc biệt.
Đĩa rôto bằng nhôm có độ tinh khiết cao đảm bảo mômen quay đủ cho dải tải
rộng. Mặt phía trên đĩa Rôto có các vạch chia và cạnh bên Đĩa rôto có dấu đen
tại vị trí 0 để hiệu chỉnh và kiểm tra Công tơ.
Trục vít bằng nhựa POM (Polyacetal) lắp trên Trục rôto để dẫn động Bộ số.
Rôto tránh được những hư hại do vận chuyển theo hướng dọc trục và hướng
kính bằng các cữ dừng cơ khí.
Gối đỡ trên
Gối đỡ trên (không bôi trơn): 1 bạc nhựa POM liền Trục vít (lắp trên Trục
Rôto) quay trong 1 Trục thép không gỉ có vỏ nhựa POM bảo vệ (lắp trên
Khung Công tơ).
Gối đỡ dưới
Công tơ có thể được cấp với 1 trong 2 loại Gối đỡ dưới sau:
Gối đỡ dưới loại 2 chân kính: 1 Viên bi quay giữa 2 Chân kính (1 Chân kính
lắp cố định trên Khung Công tơ và 1 Chân kính quay cùng với Trục rôto), do
đó ma sát giảm đáng kể và đặc tính Công tơ ổn định tốt ngay cả ở tải thấp.
Gối đỡ dưới loại gối từ: 2 Nam châm hình vành khăn nạp từ đồng cực (1
Nam châm lắp cố định trên Khung Công tơ và 1 Nam châm lắp với trục rôto)
đẩy nhau. Ổ đỡ gồm 1 Trục thép không gỉ và 1 bạc nhựa POM (không bôi
trơn). Do đó Gối từ mang được khối lượng Rôto trên một "đệm từ", gần như
không có ma sát. Nguyên lý lực đẩy từ của Gối từ phòng ngừa được sự xâm
nhập của các phần tử sắt từ vào khe hở giữa 2 nam châm, đảm bảo ổn định
đặc tính Công tơ. Sự ổn định từ của Gối từ được đảm bảo bởi một quá trình
chế tạo đặc biệt.
Nam châm hãm
Nam châm bằng Alnico có lực kháng từ cao, có vỏ bảo vệ bằng hợp kim
nhôm đúc. Một hợp kim đặc biệt được gắn với cực Nam châm để bù ảnh
hưởng của nhiệt độ. Hiệu chỉnh tinh thực hiện được nhờ chuyển động của Sun
từ lắp bên trong Nam châm hãm do quay Vít hiệu chỉnh.
Cơ cấu chống quay ngược
Cơ cấu chống quay ngược gồm 1 Đĩa cam POM lắp trên Trục rôto, 1 Cá hãm
POM quay trên 1 trục thép không gỉ và Trụ đỡ lắp trên Khung Công tơ.
Cơ cấu chống quay ngược làm dừng sự quay ngược của Rôto và sự đếm của
Bộ số khi Công tơ bị quay ngược.
Bộ số
Công tơ có thể được cấp với 1 trong 2 loại bộ số sau:
Bộ số thường: Các Tang trống số, Bánh gảy, Bánh răng, Bạc đỡ, Bạc chặn
bằng nhựa POM và các Trục thép không gỉ được lắp trên khung bộ số. Khung
bộ số bằng hợp kim nhôm tấm.
Bộ số một hướng: Bộ số một hướng có thể được cung cấp theo yêu cầu để
thay thế cho Bộ số thường và Cơ cấu chống quay ngược. Bộ số một hướng sẽ
chỉ quay theo 1 hướng, ngay cả khi Rôto của Công tơ bị quay ngược.
Các Tang trống số, Bánh gảy, Bánh răng, Bánh cóc, Cá, Bạc đỡ, Bạc chặn
bằng nhựa POM và các Trục thép không gỉ được lắp trên Khung bộ số bằng
hợp kim nhôm tấm.
Các bộ số có 5 hoặc 6 Tang trống số (trong đó có hoặc không có phần thập
phân). Chữ số của Tang trống màu trắng trên nền đen từ 0 đến 9 (Riêng chữ
số của Tang trống số thập phân màu đỏ trên nền trắng từ 0 đến 9). Chữ số cao
5mm, rộng 3mm và nét 0,8mm. Bộ số (không bôi trơn) có ma sát rất nhỏ.

II. Công tơ điện 3 pha
C ấu tạo
1. ổ đấu dây
2. Đế
3. Nam châm hãm
4. Khung
5. Gối đỡ trên
6. Bộ số
7. Rôto
8. Phần tử dòng điện
9. Cơ cấu chống quay ngược
10. Gối đỡ dưới
11. Phần tử điện áp
12. Mặt số
13. Nắp
14. Nắp che ổ đấu dây
A1. Hiệu chỉnh tải đầy (100%)
A2. Hiệu chỉnh tải thấp (5% and 10%)
A3. Hiệu chỉnh tải cảm ứng (cos )
A4. Hiệu chỉnh cân bằng mômen
Vỏ
Đế và ổ đấu dây Công tơ bằng nhựa Bakêlít đen.
Các Đầu cốt đồng của Ổ đấu dây được bắt vít hoặc hàn với Cuộn dây dòng.
Cầu nối mạch áp trượt trong ổ đấu dây(được bố trí bên trong hoặc bên ngoài
Nắp Công tơ) để nối hoặc không nối mạch, dễ dàng cho việc hiệu chỉnh và
kiểm tra Công tơ.
Nắp Công tơ bằng nhựa PC (Polycacbonat) chống cháy hoặc nhựa Bakêlít đen
có cửa sổ kính. Cửa sổ trong suốt cho phép nhìn thấy Bộ số, Mặt số và Đĩa
Rôto.
Nắp che ổ đấu dây dài hoặc ngắn bằng nhựa PC chống cháy màu đen.Sơ đồ
đấu dây Công tơ ở phía trong Nắp che ổ đấu dây.
Khung
Khung Công tơ bằng hợp kim nhôm. Trên Khung gá lắp các phần tử phát
động cùng với Nam châm hãm, hệ thống Gối đỡ, Bộ số thường và Cơ cấu
chống quay ngược hoặc Bộ số 1 hướng.
Phần tử phát động
Phần tử phát động gồm loại 2 phần tử và loại 3 phần tử (theo loại Công tơ).
Mỗi phần tử phát động gồm có 1 phần tử dòng điện và 1 phần tử điện áp. Mỗi
phần tử có một Lõi từ và 1 Cuộn dây lắp trên 1 Giá đỡ bằng thép dẫn từ.
Các Lõi từ dòng và áp bằng tôn silic có đặc tính từ tốt, được xử lý chống gỉ.
Lõi dòng có bù quá tải bằng một hợp kim đặc biệt, có khả năng quá tải lớn.
Các Cuộn dây dòng và áp cách điện cao và chống ẩm tốt.
Mỗi phần tử phát động đều có Cơ cấu hiệu chỉnh cân bằng mô men, Cơ cấu
hiệu chỉnh tải thấp và Cơ cấu hiệu chỉnh tải cảm ứng có hiệu quả tuyến tính.
Rô to
Trục Rôto bằng thép không gỉ. 2 đĩa Rôto được gắn với Trục Rôto nhờ
phương pháp ép phun nhựa đặc biệt.
Đĩa Rôto bằng nhôm có độ tinh khiết cao đảm bảo mômen quay đủ cho dải tải
rộng. Cạnh bên Đĩa Rôto có dấu đen tại vị trí 0 để hiệu chỉnh và kiểm tra
Công tơ. Trục vít bằng nhựa
POM (Polyacetal) lắp trên trục Rôto để dẫn động Bộ số.
Rôto tránh được những hư hại do vận chuyển theo hướng dọc trục và hướng
kính bằng các cữ dừng cơ khí.
Gối đỡ trên
Gối đỡ trên (không bôi trơn): 1 bạc nhựa POM liền Trục vít (lắp trên Trục
Rôto) quay trong 1 Trục thép không gỉ có vỏ nhựa POM bảo vệ (lắp trên
Khung Công tơ).
Gối đỡ dưới
Công tơ có thể được cấp với 1 trong 2 loại Gối đỡ dưới sau:
Gối đỡ dưới loại 2 chân kính
1 Viên bi quay giữa 2 Chân kính (1 Chân kính lắp cố định trên Khung Công
tơ và 1 Chân kính quay cùng với Trục Rôto), do đó ma sát giảm đáng kể và
đặc tính Công tơ ổn định tốt ngay cả ở tải thấp.
Gối đỡ dưới loại Gối Từ
Gối đỡ dưới loại gối từ: 2 Nam châm hình vành khăn nạp từ đồng cực (1 Nam
châm lắp cố định trên Khung công tơ và 1 Nam châm lắp với Trục Rôto) đẩy
nhau. Ổ đỡ gồm 1 Trục thép không gỉ và 1 bạc nhựa POM (không bôi trơn).
Do đó Gối từ mang được khối lượng Rôto trên một "đệm từ", gần như không
có ma sát. Nguyên lý lực đẩy từ của Gối từ phòng ngừa được sự xâm nhập của
các phần tử sắt từ vào khe hở giữa 2 nam châm, đảm bảo ổn định đặc tính
Công tơ. Sự ổn định từ của Gối từ được đảm bảo bởi một quá trình chế tạo
đặc biệt.
Nam châm hãm
Nam châm bằng Alnico có lực kháng từ cao, có vỏ bảo vệ bằng hợp kim
nhôm đúc. Một hợp kim đặc biệt được gắn với cực Nam châm để bù ảnh
hưởng của nhiệt độ. Hiệu chỉnh tinh thực hiện được nhờ chuyển động của Sun
từ lắp bên trong Nam châm hãm do quay Vít hiệu chỉnh.
Cơ cấu chống quay ngược
Cơ cấu chống quay ngược gồm 1 Đĩa cam POM lắp trên trục Rôto, 1 Cá hãm
POM quay trên 1 Trục thép không gỉ và Trụ đỡ lắp trên Khung Công tơ.
Cơ cấu chống quay ngược làm dừng sự quay ngược của Rôto và sự đếm của
Bộ số khi Công tơ bị quay ngược.
Bộ số
Công tơ có thể được cấp với 1 trong 2 loại bộ số sau:
Bộ số thường: Các Tang trống số, Bánh gảy, Bánh răng, Bạc đỡ, Bạc chặn
bằng nhựa POM và các Trục thép không gỉ được lắp trên Khung Bộ số.
Khung bộ số bằng hợp kim nhôm tấm.
Bộ số một hướng: Bộ số một hướng có thể được cung cấp theo yêu cầu để
thay thế cho Bộ số thường và Cơ cấu chống quay ngược. Bộ số một hướng sẽ
chỉ quay theo 1 hướng, ngay cả khi Rôto của Công tơ bị quay ngược.
Các Tang trống số, Bánh gảy, Bánh răng, Bánh cóc, Cá, Bạc đỡ, Bạc chặn
bằng nhựa POM và các Trục thép không gỉ được lắp trên Khung bộ số bằng
hợp kim nhôm tấm.
Các bộ số có 5 hoặc 6 Tang trống số (trong đó có hoặc không có phần thập
phân). Chữ số của Tang trống màu trắng trên nền đen từ 0 đến 9. (Riêng chữ
số của Tang trống số thập phân màu đỏ trên nền trắng từ 0 đến 9). Chữ số cao
5mm, rộng 3mm và nét 0,8mm. Bộ số (không bôi trơn) có ma sát rất nhỏ.
III. Công tơ điện tử một pha nhiều biểu giá
Công tơ có thể đo đếm theo biểu giá:
-Biểu giá theo khoảng thời gian trong ngày: Chuyển biểu
giá tự động theo đồng hồ thời gian thực bên trong Công tơ.
-Biểu giá theo ngưỡng công suất tiêu thụ.
Có thiết bị cầm tay để đọc số liệu Công tơ và lập trình lại
Công tơ.
Lấy chỉ số từ xa: Công tơ có thể được cài đặt sẵn hoặc
nâng cấp dễ dàng với tính năng lấy chỉ số từ xa do khách
hàng lựa chọn như:
-Công nghệ lấy chỉ số từ xa dùng sóng Radio.
-Công nghệ lấy chỉ số từ xa tự động bằng đường dây tải điện hạ thế (PLC).
Công tơ có cổng bổ trợ đưa ra các tín hiệu điều khiển lập trình được như:
-Tín hiệu dùng để kiểm tra sai số Công tơ.
-Tín hiệu điều khiển các thiết bị đóng cắt ...
Cấu tạo
Đế công tơ
Đế Công tơ bằng nhựa PBT có cơ tính cao, chịu va đập mạnh, chống cháy.
Ổ đấu dây
Ổ đấu dây bằng nhựa Bakelit đen, chứa các Đầu nối dây điện áp và dòng điện
bằng đồng khối mạ Ni có các Vít bắt dây dẫn điện cũng bằng đồng mạ Ni đảm
bảo tiếp xúc tốt và không gỉ. Cuộn dây dòng điện được hàn nối trực tiếp với
Đầu nối đảm bảo tiếp xúc tin cậy. Một Cầu nối mạch áp trượt trên ổ đấu dây
(bên ngoài Nắp Công tơ) để nối hoặc không nối mạch áp, dễ dàng cho kiểm
tra Công tơ. Ngoài ra còn có các Cầu nối dây của Cổng bổ trợ.
Cổng bổ trợ
Công tơ có Cổng phụ nằm ở phía bên phải của ổ đấu dây, cho phép nối dây ra
các thiết bị bên ngoài và được đánh số thứ tự từ 1 - 6. Có thể cài đặt được
chức năng của Cổng bổ trợ thông qua Máy tính.
Nắp Công tơ
Nắp Công tơ bằng nhựa PC trong suốt, chịu va đập mạnh, chịu nhiệt độ cao,
chịu tia cực tím, chống cháy. Trên nắp có các Phím bấm điều khiển và Cổng
giao tiếp quang học (theo chuẩn IEC 1107).
Nắp che ổ đấu dây
Nắp che ổ đấu dây bằng nhựa PC đảm bảo che kín Đầu nối và Cáp đấu, chịu
va đập, chống cháy. Sơ đồ đấu dây Công tơ ở phía trong Nắp che ổ đấu dây.
Bo mạch điện tử
Bo mạch điện tử được thiết kế trên cơ sở các Linh kiện đặc chủng của các
hãng nổi tiếng trên Thế giới. Mạch điện nhỏ gọn làm việc tin cậy, đơn giản
trong sửa chữa và bảo trì.
Mạch điện được gia công hàn dán và kiểm tra hiệu chỉnh trên dây chuyền
công nghệ hiện đại của Tây âu và Nhật Bản.
Bo mạch sau khi chế tạo xong được sơn phủ bề mặt để nhiệt đới hoá.
Màn hiển thị LCD
Màn hiển thị LCD của Công tơ là loại chịu được nhiệt độ cao tới 75
o
C và tia
cực tím phù hợp với điều kiện nhiệt đới hoá và thời tiết Việt Nam.
Pin
Công tơ sử dụng Pin Litium có tuổi thọ 10 năm trong điều kiện làm việc liên
tục trên lưới điện và ≥ 2 năm bảo quản Công tơ trong kho. Do vậy mà các số
liệu cài đặt và thu thập được trong Công tơ là hoàn toàn tin cậy
Sơ đồ đấu dây
Hoạt động của công tơ
Hệ thống nhiều biểu giá:
Công tơ có 4 thanh ghi biểu giá: T1, T2, T3, T4
Nếu cài đặt biểu giá theo thời gian trong ngày thì có thể cài đặt tới 4 biểu giá.
Nếu cài đặt theo cả thời gian trong ngày và theo mức công suất thì cài được 2
cặp biểu giá:
(T1, T3) là cặp biểu giá mức thấp (T2, T4) là cặp biểu giá mức cao.
Có thể cài đặt thêm các lựa chọn sau:
- Biểu giá ngày xác định theo mùa.
- Các ngày đặc biệt (ngày làm việc, ngày nghỉ, ngày lễ...).
Có thể cài đặt thêm cho các lựa chọn sau:
Việc chuyển biểu giá được đồng bộ với thời gian thực. Đồng hồ thời gian thực
là một tính năng của Công tơ.
Cài đặt biểu giá và mức công suất tiêu thụ thông qua phần mềm CSMcom trên
Máy tính .
Thông tin hiển thị:
Thông tin được hiển thị trên màn hình LCD với 7 chữ số và một số ký hiệu
kèm theo. Chỉ số của các biểu giá (kWh) hiển thị bằng 6 chữ số và một số
thập phân.
Trong chế độ bình thường - Công tơ hiển thị chỉ số của biểu giá tích cực - Khi
bấm nút SC (SCROLL) các thông số sẽ tuần tự hiển thị (Xem chi tiết trong tài
liệu Kỹ thuật kèm theo Công tơ).
Tự động lưu chỉ số công tơ
Cho phép lưu chỉ số điện năng của các biểu giá và biểu giá tổng vào 00.00giờ
của ngày chỉ định (cài đặt bằng phần mềm CSMcom trên Máy tính). Nếu lúc
đó mất điện thì sẽ lưu ngay sau khi có điện trở lại. Mặc định lưu vào ngày đầu
tháng. Công tơ có thể lưu được chỉ số điện năng của 6 tháng gần nhất.
Cổng quang
Cổng quang có kích thước vật lý và giao thức truyền thông phù hợp với IEC
1107:1996.
Cổng quang dùng để giao tiếp với HHU (Thiết bị cầm tay) hoặc Máy tính
thông qua Cáp nối chuyên dụng.
Sử dụng cổng này để cài đặt và lấy chỉ số của Công tơ (ngoài phương thức lấy
chỉ số từ xa).
Lưu trữ số liệu:
Công tơ lưu giữ thông tin năng lượng, thời gian thực, mô hình biểu giá và
thông tin khách hàng được tối thiểu là 2 năm mất điện.

Chương III.
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC LOẠI CÔNG TƠ
I. Công tơ điện một pha đo năng lượng
a> khái quát chung
Năng lượng điện trong mạch xoay chiều một pha được tính theo biểu thức
W=
2 2
1 1
os
t t
t t
Pdt UIc dt KPt
ϕ
= =
∫ ∫
Trong đó P: công suất tiêu thụ trên phụ tải
t: khoảng thời gian tiêu thụ công suất;
K: hệ số
Công tơ được chế tạo dựa trên cơ cấu chỉ thị cảm ứng

Giản đồ véc tơ
Cấu tạo gồm 2 phần: phần tĩnh và phần động. Phần tĩnh là 2 cuộn dây quấn
trên lõi thép 1 và 2. Khi có dòng điện chạy qua các cuộn dây tạo ra từ trường
móc vòng qua lõi thép và phần động. Phần động là đĩa nhôm 3 được gắn trên
trục quay. Khi có dòng điện I1 và I2 đi vào các cuộn dây phần tĩnh, chúng tạo
ra từ thông
1
φ

2
φ
, các từ thông này xuyên qua đĩa nhôm làm xuất hiện
trong đĩa nhôm các sức điện động tương ứng E1 và E2 lệch pha với
1
φ

2
φ

một góc
/ 2
π
và các dòng điện xoáy I
12
và I
22
. Do sự tác động tương hỗ giữa
từ thông
1
φ
,
2
φ
và dòng điện xoáy I
12
, I
22
tạo thành momen làm quay đĩa
nhôm.
Mômen quay M
q
là tổng của các momen thành phần:
M
q
=C
1
1
φ
I
22
ψ
+C
2
2
φ
I
12
sin
ψ
C
1
,C
2
là hệ số;
ψ
- góc lệch pha giữa
1
φ

2
φ
b> Cấu tạo công tơ một pha
Hai cuộn dây tạo thành 2 nam châm điện 1 và 2. cuộn dây một mắc song song
với phụ tải có số vòng dây lớn và tiết diện nhỏ gọi là cuộn áp. cuộn dây 2 mắc
nối tiếp với phụ tải có ít vòng, đuớng kính dây từ 1-2 mm gọi là cuộn dòng.
Đĩa nhôm 3 gắn trên trục có thể quay tự do giữa cuộn 1 và 2. Trên trục gắn
hộp số cơ khí để chỉ thị. Nam châm 4 có nhiệm vụ tạo momen hãm do từ
trường của nó xuyên qua đĩa nhôm khi đĩa quay.


Giản đồ véc tơ
Khi có dòng điện I chạy qua phụ tải và qua cuộn dòng sẽ tạo ra từ thông
i
θ
cắt
đĩa nhôm 2 lần. Điện áp U được đặt vào cuộn áp, dòng I
u
tạo thành 2 từ thong
u
φ
xuyên qua đĩa nhôm và
l
φ
không xuyên qua đĩa nhôm.
Ta có:
I
φ
=K
1
I

u
φ
=K
u
I
u
=K
u
U/Z
u
U: điện áp đặt lên cuộn áp
Z
u
: tổng trở của cuộn áp; K
1,
K
u
- hệ số tỉ lệ
Do cuộn áp có điện trở thuần khá nhỏ so với cuộn kháng nên ta có thể coi
Z
u

X
u
=2
π
fL
u
L
u
- điện cảm của cuộn dây
f- tần số
Do đó:

u
φ
=
.
'
2
KuU U
Ku
fLu f
π
=
Ta có momen quay của cơ cấu chỉ thị kiểu cảm ứng:
M
q
=Cf
1
φ
.
2
φ
sin
ψ
nếu ta coi
1 , 2i u
φ φ φ φ
≈ ≈
thì
M
q
=Cf
.i u
φ φ
.
sin
ψ
Hay M
q
=CK
i
K’
u
UI.
sin
ψ
M
q
=KUI.
sin
ψ

K=CK
i
K’
u
;
ψ
: góc lệch pha giữa
,i u
φ φ
Từ biểu đồ vectơ ta có:
1
ψ β α ϕ
= − −
Nếu thực hiện
1 / 2
β α π
− =
thì
/ 2
ψ π ϕ
= −
và biểu thức trên sẽ là:
M
q
=KUI
cos
ϕ
=KP
Từ đó ta thấy momen tỉ lệ với công suất tiêu thụ
Để có thể thực hiện
1 / 2
β α π
− =
người ta điều chinh góc
β
tức là điều chỉnh
u
φ
bằng cách thay đổi vị trí sun từ của cuộn áp hoặc đỉều chỉnh góc
1
α
nghĩa
là thay đổi
i
φ
bằng cách them hoặc bớt vòng ngắn mạch của cộn dòng.
Momen quay M
q
làm cho đĩa nhôm quay, khi đĩa nhôm quay trong từ trường
của nam châm vĩnh cửu, nó bị cản bởi momen cản M
c
do từ trườn của nam
châm khi xuyên qua đĩa nhôm tạo nên.
M
C
=k
I
I
M
m
φ

m
φ
: từ thông do nam châm sinh ra
I
M
: dòng điện xoáy sinh ra trong đĩa nhôm
Trong đó I
M
=k
2
m
φ
n
o
; n
o
: tốc độ quay đều của đĩa nhôm khi momen quay
bằng momen cản. Nên ta có:
M
c
=k
1
k
2
2
m
φ
n
o
Và M
c
=k
3
2
m
φ
n
o
Khi cân bằng giữa momen quay và momen cản ta có:
M
q
=M
c
Và KP=k
3
2
m
φ
n
o
Trong khoảng thời gian t đĩa quay được n vòng vì vậy
n
o
=N/t
suy ra N= C
p
Pt=C
p
W
C
p
: hằng số của công tơ, C
p
= N/W [vòng/kwh]
II. Công tơ điện 3 pha đo năng lượng
Công tơ này có 2 phần tử. Phần động gồm 2 đĩa nhôm được gắn vào cùng một
trục. Mỗi đĩa nhôm đều nằm trong từ trường cuộn áp và cuộn dòng của các
pha tương ứng. Các cuộn áp được mắc song song với phụ tải. Nam châm cản
được đặt vào một trong 2 đĩa nhôm. Momen quay được tạo ra bằng tổng của 2
momen quay của 2 phần tử và năng lượng đo được chính là năng lượng của
mạch 3 pha.
III. Công tơ nhiều biểu giá
1. Nhu cầu và lợi ích thiết thực của công tơ nhiều biểu giá

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×