2.3. Pomiary wielkości elektrycznych i mechanicznych. (1h wykładu) 2.3.1. Pomiary wielkości elektrycznych Rezystancja wejściowa mierników cyfrowych Przykład: Do sprawdzenia braku napięcia przemiennego w gnieździe 220 V, użyto multimetru cyfrowego nastawionego na pomiar napięcia przemiennego. Woltomierz wskazał napięcie trochę mniejsze niż znamionowe, mimo otwartego wyłącznika na linii zasilającej gniazdo. (pojemność łącznika) Przebiegi odkształcone Mierniki cyfrowe wprowadzają znaczne błędy przy pomiarze przebiegów odkształconych. Miernikami, które poprawnie mierzą wartość skuteczną przebiegów odkształconych w obwodach elektrycznych (50 Hz) są woltomierze i amperomierze elektromagnetyczne. Poprawny pomiar przebiegów odkształconych zapewniają multimetry cyfrowe wyposażone w przetwornik wartości skutecznej. Mierniki takie mają napis: TRUE RMS (prawdziwa wartość skuteczna). Miernik profesjonalny TrueRMS Miernik popularny RMC DC Wrażliwość na przepięcia Multimetry cyfrowe są wyposażone w układy scalone lub mikroprocesory, które są wrażliwe na przepięcia. Oznaczenia mierników B. dobry do napięć stałych B. dobry do przebiegów sinusoidalnych i odkształconych Wyskalowany w wartościach skutecznych sinusoidy nieodpowiedni dla przebiegów odkształconych
W woltomierzach prostownikowych, reagujących na wartość średnią, stosuje się mostkowe układy prostownicze służące do zamiany prądu zmiennego na serię unipolarnych impulsów prądowych, które odchylają wskazówkę miernika w jednym kierunku. Prostownikowy miernik wartości średniej Pomiar mocy czynnej i współczynnika mocy Układ Arona R S W 1 W 2 T klasa 0,5%, częstotliwość pracy 15-200 Hz przeciążalność prądowa 1,3 I N Zawsze dopasować zakresy napięciowe i prądowe!
Rejestrator mocy z cęgowym pomiarem prądu Pomiar współczynnika mocy W układzie Arona +180 160 P 0 140 Wskazania mocy P i p w procentach 120 100 80 60 40 20 0-20 P p -40-60 100 80 60 40 20 0 20 40 60 80 100 Kąt ϕ w stopniach Za pomocą miernika
Pomiary rezystancji uzwojeń, rezystancji izolacji.
Najczęściej stosowaną metodą pomiaru rezystancji uzwojeń maszyn elektrycznych jest metoda techniczna. Jej dokładność zależy od dokładności użytych do pomiaru przyrządów. W zależności od sposobu połączenia przyrządów rozróżnia się układ z dokładnym pomiarem napięcia (do pomiaru rezystancji znacznie mniejszych od rezystancji wewnętrznej użytego woltomierza) oraz układ z dokładnym pomiarem prądu (do pomiaru rezystancji znacznie większych od rezystancji zastępczej amperomierza). Rezystancje uzwojeń wirników, w obwodzie których znajdują się zestyki ślizgowe należy mierzyć bezpośrednio na działkach komutatora lub pierścieniach ślizgowych. Rys. 2.1. Układ do pomiaru rezystancji: a - małych, b dużych Wartość natężenia prądu płynącego przez rezystancję mierzoną należy dobrać tak, aby praktycznie nie powodowała nagrzania się uzwojeń. Również z tego powodu pomiary rezystancji należy wykonywać możliwie szybko. Ze względu na nagrzewanie się uzwojeń prąd podczas pomiaru nie powinien przekraczać 10-20 % prądu znamionowego tych uzwojeń.
Pomiar parametrów R i L uzwojenia z wykorzystaniem watomierza, amperomierza i woltomierza: A W Atr V Dł U Z = I R = P 2 I U Z X L = Z 2 R 2 L = X L ω Pomiary rezystancji izolacji Badanie stanu izolacji maszyn elektrycznych dokonuje się poprzez pomiar rezystancji izolacji megaomomierzem induktorowym lub elektronicznym. Dla maszyn niskiego napięcia pomiary najczęściej wykonuje się megaomomierzem o napięciu pomiarowym 500V przyłączając przyrząd pomiędzy obudowę maszyny a końce badanych uzwojeń. Odczytu rezystancji dokonuje się w czasie 60 sekund co 15 sekund. Z otrzymanych pomiarów wyznacza się współczynnik absorpcji k = R60/R15. Stan izolacji uważa się za dobry, jeżeli wartość współczynnika absorpcji k > 1,5 Najmniejszą dopuszczalną wartość rezystancji izolacji przyjmuje się: - dla uzwojeń wirników silników indukcyjnych oraz obwodów wzbudzenia (maszyn synchronicznych i prądu stałego) 500 Ω/V - dla wszystkich innych uzwojeń 1000 Ω/V Megaomomierz umożliwia bezpośredni i obiektywny pomiar wskaźników R15, R60, R300 oraz wskaźników absorbcji R60/R15 i R300/R600. Napięcia pomiarowe: 500 V dla rezystancji Rx > 360 kω 1000 V dla rezystancji Rx > 2 MΩ 2500 V dla rezystancji Rx > 10 MΩ Napięcia pomiarowe wytwarzane przez stabilizowaną, wysokosprawną przetwornicę Zakresy pomiarowe 360 kω - 399,9 GΩ Czas pomiaru rezystancji izolacji: 60 sekund odmierzany automatycznie 300 sekund odmierzany automatycznie