Фазометр: назначение, принцип действия, что измеряет, как работает

Инструкция по эксплуатации

Довольная простая инструкция для использования фазоуказателя предполагает несколько типов прибора.
Рассмотрим наиболее популярные образцы:

• асинхронный двигатель марки И517М;
• ламповый фазоуказатель;
• электронный фазоуказатель с разноцветными щупами.

1. Едва ли не самым востребованным считается асинхронный двигатель марки И517М. Трехфазовый прибор безошибочно указывает правильное подключение фаз посредством стрелки на часах. Если вращение индикаторного диска происходит в ее направлении (а это определяется с помощью дополнительно нанесенной метки контрастного типа), то порядок чередования был установлен верно. К слову, клеммами для прибора служат обмоточные выводы статора. Если же порядок фаз был нарушен – направление вращения будет обратным. В случае же отключения одной из фаз – вращение диска прекратится.

И даже при незначительном падении напряжения неоновая лампочка гореть не будет. Просто недостаточно питания. И по этому признаку можно смело делать вывод о некорректной фазировке. Когда работа двигателя будет подразумевать изменение вращения ротора из-за механизма реверса.

В случае же перемены мест искомых фаз на ветвях – происходит неминуемое снижение нагрузки на резисторе. И даже при незначительном падении напряжения неоновая лампочка гореть не будет. Просто недостаточно питания. И по этому признаку можно смело делать вывод о некорректной фазировке. Когда работа двигателя будет подразумевать изменение вращения ротора из-за механизма реверса.

Как правило, фазоуказатель состоит из корпуса и бравой тройки щупов. Последние зачастую маркируют цветом или какой-то символической буквой. В случае с разноцветной маркировкой обычно используют красный, желтый и зеленый цвета. Эти щупы позволяют получить световую либо звуковую реакцию на подключение к проводникам фазного типа. Например, в случае наличия непрерывного звука следует говорить о неправильной фазировке. И, наоборот, прерывистое звучание свидетельствует о корректности работы двигателя. Иногда на приборах присутствует специальная кнопка. Но похвастаться ей могут далеко не все.

Разновидности фазометров

Как любое другое устройство фазометр делится на два основных вида: электродинамический и цифровой. Отличительных особенностей в качестве работы у них нет, но стрелочные имеют большую популярность среди профессионалов в данной области, так как они наглядно показывают изменение в сети.
Существуют фазометры, использующиеся только в лабораториях. Они зачастую применяются в электроустановках, требующих ремонта. Принцип действия их ничем не отличается между собой.

Оптимальным стандартом для электрооборудования, требующего наладки, применяются фазометры электродинамического типа. Кроме этого, чаще всего они становятся частью какого-нибудь универсального устройства, которое находит применение в различных областях.

Такое же действие происходит и со щитовыми устройствами, при производстве которых также применяется правило универсальности. Большое количество таких приборов соединяется в один, который имеет множество функций, измеряющий многие показатели, отвечающий потребностям пользователей.

Электродинамический

Конструкция данного вида инструмента заключается в простом логометрическом устройстве, способному верно определять перемещение фаз. Прибор имеет две рамки, которые плотно соединены, угол их равняется 60 градусам. Эти рамки прикрепляются к осям, которые фиксируются на поддерживающих узлах. Данная характерная черта способствует отсутствию механического сопротивления.
В устройстве имеется специальный механизм, разворачивающийся на угол, который определяет параметр перемещения фаз. При помощи линейной шкалы профессионал в данной области имеет возможность фиксировать величину и установить значение текущего смещения.

Устройство приспособления выполнено из фиксированной токовой катушки и двух подвижных токоведущих катушек. В этой паре катушек протекают собственные токи, благодаря которым возникает электромагнитный поток во всех трех катушках.

При соприкосновении магнитных потоков зарождается пара крутящихся моментов, размер которых обуславливается дистанцией между элементами изобретения.

Объем вращающихся моментов определяется количеством тока, текущего в катушках динамического рода, а так же величиной тока в неподвижной катушке. Вдобавок, данные параметры имеют зависимость от технических характеристик и смещения фазного угла.

В результате подвижный элемент инструмента вращается под воздействием крутящихся моментов до тех пор, пока они не выровняются.

Достоинствами этого вида фазометров является низкая цена, точность измеряемых показателей, а также надежность при использовании.

Минусовыми качествами является то, что показатели обуславливаются параметрами частоты. Кроме этого при использовании этого типа измерительного прибора происходит большой расход мощности.

Цифровой

Производство цифровых фазометров происходит по различным технологиям. Так, компенсационный прибор содержит ручное управление, но показатели, полученные в результате замеров, имеют достаточно точные значения. В основе этого типа фазометра лежит ионный принцип действия.
При производстве замеров возникает пара, которая имеет синусоидальный вид. На начальном этапе процесса посредством этой пары снабжается фазовращатель, который управляется при помощи специального механизма.

Процедура замеров происходит в размеренном состоянии, пока не совпадут фазы. При регулировании показатель сдвига фаз прослеживается фазочувствительным устройством.

В результате импульс отправляется с детектора на направляющий механизм. После совпадения параметров появляются необходимые данные.

Новые модели фазометров настоящего вида основываются на дискретном счете. При этом процедура содержит два периода. Вначале происходит преобразование фаз с установленной продолжительностью.

Затем изменяется длина данного сигнала посредством дискретного счета.

Плюсовыми качествами цифровых фазометров состоят в комфортности использования и точности показателей.

Минус данного прибора — высокая стоимость.

Виды фазометров

Как и при выборе любого другого устройства, здесь перед покупателем стоит простой вопрос – какой фазометр лучше выбрать?

Фазометры, которые работают по щитовому принципу, могут быть двух модификаций – оборудованы стрелочным интерфейсом, или же более современным цифровым. Отличий в качестве работы между ними нету, но стрелочные более распространены среди профильного персонала, который работает с электроэнергией, поскольку более наглядно демонстрирует изменения в сети.

Есть еще фазометры, которые применяются только в лабораториях. Они чаще используются в настольных установках, радиоэлектронных приборах и устройствах, нуждающихся в ремонте. Принцип их работа абсолютно идентичен обычным фазометрам.

Актуальным стандартом для комплексного электрооборудования, использующегося для накладки, все измерительные приборы исполняются в варианте с циферблатами. Более того, чаще всего они являются частью какого-то универсального устройства, которое находит множество областей для применения.

• Фрезеровка ЧПУ: особенности

• Индикатор напряжения — какими бывают тестеры и как их использовать правильно? Инструкция по эксплуатации и 110 фото разных моделей

• Детектор проводки: обзор моделей, самодельные устройства и инструкция по их применению

  Читайте также:  Собственная проводимость полупроводников – кратко определение и формула для основных носителей

То же самое происходит и с щитовыми устройствами, при создании которых тоже используется принцип универсальности. Многие из них также объединяются в один многозадачный прибор, который одновременно может работать со многими величинами, что определяется режимом использования и потребностями пользователя.

Принцип действия фазометра

Фазометры функционируют используя следующий принцип: благодаря регулируемому фазовращателю и звуковому генератору формируются 2 напряжения синусоидальной формы, сдвинутые на 90°. Они подаются на вертикальные и горизонтальные отклоняющие пластины осциллографа, генерируя круговую развертку.

При этом одно из напряжений подключается ко входу изучаемого четырехполюсника. А к выходуподключается электронное . Выходные дифференцированные импульсы электронного реле модулируют электронный луч осциллографа так, что на видимой части экрана трубки появляется метка, местоположение которой определяется фазовым сдвигом, принесенным четырехполюсником. Установление точки начала отсчета производится путем подключения входа электронного реле к входу четырехполюсника, а с помощью оптического устройства производится отсчет угла между точкой начала отсчета и меткой.

Интересное видео о работе фазометра можете посмотреть ниже:

Зачем нужен фазометр

В физическом плане, этот прибор предназначен для измерения в определенной точке сети, угла между напряжением и током. Шкала прибора не имеет никаких конкретных величин, а значения являются косинусом угла, который измеряется. Диапазон измерений ограничен крайними значениями в размере -0,5 и 0,5. Центральным является значение равно единице. Дальше поговорим почему он так устроен.

Во время активной нагрузки, когда ток полностью совпадает с имеющимся напряжением, прибор будет показывать единицу. В момент столкновения индуктивности и сопротивления, происходит изменение напряжения, которое начинает отрываться от значений тока.

Угол между током и напряжением прямо пропорционально зависит от индуктивности и ее влияния на сеть. Это естественным образом сказывается на изменении коэффициента мощности, который постепенно уменьшается.

Демонстрирует это и фазометр, стрелка которого постепенно отклоняется к правому значению шкалы. Такая картина характерна для электросетей, к которым подключены электродвигатели высокой мощности или приборы, в составе которых имеются индуктивные катушки.

Теперь, когда мы знаем принцип работы фазометра, можно двигаться дальше. Картина, описанная выше, может меняться. Вызывается это доминированием емкости в электросети. В это время значение тока начинает превышать такой же показатель напряжения, а стрелка фазометра начинает стремиться в левую часть шкалы.

Направление уклона стрелки демонстрирует индуктивность типа нагрузки, или же его емкостный тип. На основании этого соотношения и получается отклонение, описывающее разность уровней тока и напряжения, которые образовались в сети.

Применение фазометров

Такой прибор является неотъемлемой частью при работе с электрической сетью. Чаще всего он находит свое прямое применение в местах, где производится влияние на соотношение тока и напряжения – мощности сети. Чаще всего это как раз установки для компенсации, которые описаны выше, но могут быть и синхронные электродвигатели, которые подключены к одному контуру.

Также применение прибора необходимо при работе с синхронными генераторами, которые размещаются на электрических станциях. Рассмотрим оба эти варианта.

Необходимость применения

Итак, необходимость чередования фаз возникает при работе с трехфазной электросетью. Без строгой фазировки не будет никакой гарантии того, что направление вращения ротора у асинхронного двигателя окажется верным. А без четкого направления невозможно осуществление конкретного технологического цикла. Именно эту проблему и должен решить фазоуказатель.

Внимание! При этом область применения прибора может быть любой, поскольку технологическое развитие электросетей не стоит на одном месте. Его возможно использовать как при эксплуатации вентиляционных систем, так и для обеспечения работы каких-либо насосов

При правильной фазировке, последовательный порядок обеспечит движение ротора в заданном направлении (например, по часовой стрелке). Для этого провода должны быть подсоединены определенным образом. Если же последовательность их подсоединения окажется измененной, то вращение ротора просто нарушится. И тогда под угрозой окажется весь технологический процесс. Вплоть до вывода всего оборудования из строя. Однако при восстановлении правильной последовательности фаз, его работа должна возобновиться.

Инструкция по эксплуатации

Чтобы разобраться с применением фазометра, главное внимание уделяется инструкции по эксплуатации (входит в комплект с устройством). Перед началом работы требуется сделать несколько шагов

Для начала стоит убедиться, что условия работы соответствуют тем, что рекомендует производитель, а частотный диапазон находится в соответствии с метрологическими характеристиками. После этого собирается сама схема.

Эксплуатация фазометра выполняется по такому алгоритму:

• Сначала требуется прочесть инструкцию, которая идет вместе с изделием. В документе раскрываются нюансы и правила применения прибора.
• С помощью корректора выставляется стрелка на 0-ой отметке.
• Убедитесь, что кнопки не сработаны.
• Подключите пробники на входе к требуемым разъемам.
• Нажмите клавишу, которая подает питание на устройство. Обратите внимание на загорание специального индикатора.
• Выждите некоторое время, чтобы прибор хорошо прогрелся. Это необходимо, чтобы добиться максимальной точности измерений. В среднем выдержка по времени должна составлять около 10-15 минут.
• Найдите напряжение на входе.
• Жмите на клавишу в зависимости от выбора внешнего напряжения и установите требуемый частотный диапазон.
• Жмите «>0<�» пары каналов и «+».
• Подключите пробники для каналов в 4-х полюсный вход.
• Переключатель границ установите в позицию «20».
• После стрелку измерителя поставьте с использованием регулятора в «нулевую» позицию.

Фазоуказатель

Автор: admin, 05 Фев 2015

В этой статье рассмотрим работу и схемы фазоуказателей, также я расскажу как сделать простейший фазоуказатель своими руками, для чего нужен фазоуказатель, как им пользоваться и виды фазоуказателей.

Фазоуказатели — это приборы, предназначенные для определения порядка чередования фаз

Обратите внимание — именно порядка чередования, т.е. ни один фазоуказатель не покажет вам где фаза А, В и С, он всего лишь покажет прямое (А-В-С, В-С-А, С-А-В) или обратное (А-С-В, С-В-А, В-А-С) чередование фаз. Но в большинстве случаев этого достаточно, например, если вы подключите новый ввод в электрощит и сделаете такое же чередование, как было у старого ввода, то все электродвигатели будут вращаться в нужную сторону

Для фазировки же, например трансформаторов, вам нужно будет проверить одноимённые фазы простым двухполюсным индикатором. На разноимённых он будет светиться, на одноимённых — нет. Но вернёмся к фазоуказателям.

Промышленность выпускает большое количество разных моделей фазоуказателей, наиболее распространёнными были марки ФУ-2, ЭИ5001 (аналог И517м), VC-805… Инструкции по применению фазоуказателей ЭИ5001 и VC-805 можно скачать на странице нормативные документы.

Рассмотрим фазоуказатель ФУ-2, представленный на картинке выше. Фазоуказатель имеет три кламмы обозначенные соответственно фазам «A», «B» и «C». Три зажима — «крокодила», либо три щупа, подсоединены к этим зажимам, для удобства электрики помечают их цветной изолентой в соответствии с цветовой маркировкой фаз по ПУЭ. (А- желтым, В — зеленым, С-красным).

Пользуются фазоуказателем ФУ-2 так: подсоединяют «крокодилов» к шинам или оголенным фазным проводам, после чего кратковременно нажимают кнопку, расположенную слева на боковой стенке корпуса. Если белый диск с прорезями крутится в направлении, указанном стрелкой возле диска (по часовой стрелке), то порядок чередования фаз — прямой. Если диск крутится против стрелки, то чередование фаз — обратное.

Если у вас нет под рукой фазоуказателя, то можно сделать простейший фазоуказатель своими руками. Для этого нам потребуется 4 лампы накаливания на 220В, мощностью 25-60 Вт, патроны под них и неполярный конденсатор ёмкостью 2-3 мкФ.

Схема простейшего фазоуказателя

На схеме обозначено:

• L1-L4 — лампы накаливания 220В, 25-60 Вт.
• С1 — конденсатор неполярный 2-3 мкФ, 500В.
• А, В, С — щупы, соответствующие фазам А, В, С.

Работа схемы

Если при прикосновении щупами к фазам лампы фазы «А» (L1, L2) загорятся в полный накал, а лампы фазы «В» (L2, L3) загорятся в пол-накала, то порядок чередования фаз — прямой.

Схема в работе

Конечно такой фазоуказатель получается довольно громоздким и неудобным, поэтому рассмотрим ещё одну схему фазоуказателя, несколько сложнее, но зато гораздо миниатюрнее.

Можно в принципе доработать и этот фазоуказатель, заменив цепочки ламп на цепочки из последовательно включенного гасящего резистора и лампочки от карманного фонаря или приспособить светодиоды.

Схема фазоуказателя на тиристоре

фазоуказатель на тиристоре

На схеме обозначено:

• R1 — резистор С5-35(ПЭВ) 5 Вт, 1,8 кОм.
• R2 — резистор МЛТ-1, 10 кОм.
• D1 — диод КД105В.
• VS1 — тиристор КУ202Н.
• L1 — лампа МН26-0,12.

Детали схемы

Резисторы могут быть любой марки на номинал близкий к указанному. R1 на мощность рассеяния не менее 5 Вт (зависит от применяемой лампы), R2 на мощность не менее 1 Вт.

Диод D1 можно взять марки КД209.

Тиристор можно заменить на Т112-10-5, Т112-25-10.

Работа схемы

Клемма «0» подключается к нулю, Клеммы «А» и «В» подключаются к двум любым фазам. Если лампочка светится ярко, значит клеммы подсоединены к одноименным фазам «А» и «В», если же лампочка горит тускло или совсем не горит (можно отрегулировать подбором номинала R1), значит клеммы подсоединены наоборот.

Не вдаваясь в подробности скажу, что такая работа схемы обусловлена разными углами открытия тиристора, кому интересно — можно «порыться» в интернете.

Будет интересно почитать:

Зарядка для батареек

Установка проходного выключателя

Розетки последовательно

Рубрики:

Последовательность изготовления простого фазоуказателя

Существует схема простого указателя фазы, с которым можно работать в трёхфазной промышленной сети, не боясь поражения электрическим током или повреждения прибора. Схема представлена ниже:

Для работы потребуются следующие элементы:

• 3 соединительные клеммы, выполненные по типу «крокодилы».
• 2 резистора сопротивлением 10 кОм и 18 кОм.
• Диод типа КД105В. Допускается замена элемента на диод из серии КД209.
• Тиристор типа Т112-25-10 (25А 1000В). Допускается замена элемента на VS-25TTS12-M3 (25А 1200В).
• Лампа накаливания, напряжением 26 В и силой тока 0.12 А.
• Небольшой отрезок провода сечением 1 мм² для внутреннего монтажа схемы.
• 3 отрезка провода сечением 1.5 мм² такой длины, чтобы хватило для комфортного измерения фаз своими руками.
• Пластиковый корпус.

Последовательность монтажа электрической цепи фазоуказателя своими руками:

1. Выполнить соединение элементов диода, тиристора, двух резисторов и лампы накаливания с помощью пайки согласно приведённой выше схеме.
2. Закрепить спаянные детали в пластиковом корпусе. Можно использовать эпоксидный клей, но только не на самих элементах, которые при работе могут нагреваться.
3. Тонким сверлом просверлить в корпусе 3 отверстия и запустить в них 3 одинаковых отрезка провода сечением 1.5 мм² — это будут измерительные щупы. Закрепить провода с помощью эпоксидки — так как проводники в изоляции, то чрезмерный нагрев здесь не страшен.
4. На концах измерительных щупов закрепить крокодилы. Для большей надёжности их можно пропаять.
5. В верхней крышке пластикового корпуса просверлить или вырезать отверстие под патрон для сигнальной лампы. Патрон надёжно закрепить с внутренней стороны корпуса с помощью эпоксидного клея.
6. Закрепить верхнюю крышку корпуса четырьмя небольшими саморезами.
7. Проверка прибора на линии, в которой фазы расположены заведомо правильно.

Данный фазоуказатель имеет существенное преимущество в сравнении с дорогими промышленными моделями — простоту. Стоимость всех элементов (с учётом расходных материалов), необходимых для сборки, очень низкая и по карману не ударит. Собрать и спаять такую схему сможет любой электрик-новичок, даже впервые взявший в руки паяльник.

Принцип работы приборы очень прост: сфазированные линии включат лампу на корпусе прибора. Правильное чередование — лампа светится ярко, неправильное — очень тускло или не светится вообще. Корпус прибора можно выбрать самый простой, но только из изоляционного пластика или любого другого материала, не пропускающего электрический ток.

Управление коэффициентом мощности

Как это работает на практике. Если вы видите, что показатель косинуса близок к единице, стоит понимать, что соотношение энергии, которая потребляется максимально точно используется для полезной работы. Если стрелка уходит в левую часть, электроэнергия начинает расходоваться на бесполезный нагрев приборов, подключенных к сети, таких, как электродвигатели, обмотки разных трансформаторов, или простые кабельные линии. Сопровождается это снижением напряжения в сети, что влечет за собой увеличение потребляемой мощности всем оборудованием, для обеспечения стандартной полезной работы.

С тем, что такое фазометр, мы разобрались, ровно, как и с тем, как он работает, и что показывает. Приемлемыми значениями прибора будут коэффициенты в пределах 1-0,95, при отклонении в сторону индуктивности, вправо. Но, если значение будет переходить в индуктивность, то как это компенсировать?

Это не проблема, поскольку на всех электрических подстанциях устанавливаются специальные батареи из конденсаторов, которые занимаются компенсированием так званой реактивной мощности. Уже по описанию не сложно понять, чем такие устройства занимаются. Они уравнивают, компенсируют имеющуюся в сети индуктивность, которая создает негативное сопротивление, а значит нивелируют угол, образовавшийся между осями напряжения и тока, что в последствии и продемонстрирует такой прибор, как фазометр.

У такого подхода есть и свои минусы. Если такие конденсаторы имеют постоянную емкость, это приводит к проблемам, которые возникают во время подключения к сети пользователей, которые располагают небольшим уровнем индуктивного сопротивления. В таком случае происходит изменение коэффициента соотношения в мощности.

В таком сценарии, компенсирование становится не просто низкоэффективным, но и местами вредным. Принцип работы фазометра заключается и в обнаружении подобных проблем. Если нет необходимости, установки для компенсации устроены так, что могут работать в автоматическом режиме, и, если нет необходимости, не вмешиваются в электрическую сеть.

Управляется это специальными автоматами, которые включают установку только при определенном значении косинуса угла. Происходит это за счет изменения емкости батареи, тем самым регулируя нужный уровень соотношения тока и напряжения в сети. Такие установки являются очень мощными, и работают под напряжением в несколько тысяч вольт.

Автоматические системы обычно устанавливают на крупных предприятиях, где идет значительное потребление электроэнергии за счет огромного количества высокомощных приборов. В локальных подстанциях, которые расположены в жилых районах города и в сельской местности, емкость установки рассчитывается при монтаже, после чего не меняется.

Кратко о фазометре

Во время включения устройства в цепь измерения, его подсоединяют одновременно к токовым цепям и цепям напряжения. Если же необходимо работать с сетями, имеющими три фазы напряжения, то выполняется подключение устройства одновременно ко всем этим фазам по напряжению. Подключение по току выполняется ко вторичным обмоткам трансформатора.

В приборе используется упрощённая схема подключения. Поэтому несложно будет разобраться самому с назначением фазометра. Подключение по току выполняется по двум фазам, поэтому третья фаза определяется на основе сложения векторов лишь пары токов (имеется в виду измеряемые фазы). Также назначение фазометра заключается в измерении коэффициента мощности. Этот прибор на простом языке именуется ещё как косинусфиметром.

На данный момент встречается два вида фазометров, область применения которых состоит в определении коэффициента мощности. Это цифровой и электродинамический прибор. Рассмотрим их более подробно.

Что такое фазометр

Фазометр это измерительное средство, которое замеряет угол сдвига фаз по отношению к двум электрическим колебаниям с постоянной частотой. Зачастую при помощи данного прибора определяют угол в трехфазной электрической цепи.

При подключении настоящего устройства в замеряемую цепь, его соединяют с цепью напряжения, а также присоединяют к электрической сети, которая подвергается измерению.

В трехфазной линии прибор подсоединяется ко всем фазам, а по току – к обмоткам трансформатора трех фаз. Существует более простая схема, когда по напряжению также идет подключение к трем фазам, а по току – к двум фазам вторичной обмотки.

Коротко о фазометре

Для проведения измерений фазометр подключается к цепям напряжения, которые выступают опорной точкой, и токовой цепи, которая показывает положение измеряемого вектора. При работе в 3-х фазной сети может потребоваться подключение ко всем фазам.

Особенность современных приборов заключается в упрощенном принципе применения, поэтому разобраться с особенностями и тонкостями использования фазометра не составит труда даже малоопытному специалисту.

Измерение производится для двух фаз, после чего последняя фаза вычисляется на базе сложения векторов. Кроме того, фазометр часто применяется для измерения косинуса «фи», о чем упоминалось в начале статьи.

Синхронные генераторы

Персоналу, который допускается к работе с синхронными генераторами, инструкция по использованию фазометра не нужна, поскольку это квалифицированные электрики. Такие люди знают, что мощность синхронного генератора прямо пропорционально зависима и от мощности ротора, в частности от уровня тока, который в нем возбужден.

Во время своей работы, специалисты должны следить и постоянно отслеживать изменения в значении косинуса угла, который показывает фазометр. Отталкиваясь от этого значения, регулировать уровень тока внутри контура. Обычно, в режиме нормальной работы, за всё это отвечает автоматическая система, которая регулирует необходимые значения.

Но специалист необходим во время нештатных ситуаций, таких, как запуск генератора для работы, или же во время его отказа, когда нужно перезагрузить и запустить его в ручном режиме. Для этого используется панель генератора, в которую вмонтирован фазометр.

При этом не нужно знать, как правильно подключать фазометр, поскольку он уже подключен к контуру. Он постоянно отслеживает изменения в сети, и когда стрелка уходит в правую сторону, срабатывает предупреждение, ведь в такой ситуации может произойти существенный перегрев генератора и обмотки его статора.

Если стрелку повело в право, а нагрузка перешла в емкостную, также срабатывает сигнализация. Всё потому, что в таком режиме генератор начинает потреблять самостоятельно энергию из сети, а это уже аварийная ситуация в режиме работы.

Синхронные электродвигатели

Как и с предыдущим вариантом, мощность двигателя, а значит и продуктивность его работы, зависит от напряжения, которое возбуждается в сети. Эта задача лежит на возбудительной станции, которая и регулирует уровень возбуждения тока. Такой электродвигатель имеет особенный режим работы, во время которого он способен выпускать в сеть так званую реактивную энергию, тем самым он берет на себя роль прибора, компенсирующего реактивную мощность.

Популярные модели на рынке

Наиболее востребованными фазометрами считаются приборы марки Д5721 и Д5782.

Этот тип используется в однофазных токоведущих сетях, частота которых составляет 50-60 Герц. Масса более 6,5 кг. Производит замеры показателя смещения фаз напряжения и тока.

Мегеон 40850 имеет малогабаритные размеры. Процесс замеров происходит за достаточно короткое время, при этом точность их высока. Данный прибор комплектуется светодиодами, зажимами-крокодилами, а также вмонтированным зуммером.

Изобретение имеет вес 810 грамм, второй класс безопасности. Он способен работать при температуре воздуха от -10 до +40 градусов, и производит замеры в электрооборудованиях находящихся под напряжением от 200-400 вольт.

Ц302 производит замеры в трехфазной линии, при этом частота тока может варьироваться от 50 до 10000 Герц. Данный вид легко переносит вибрацию.

Основные принципы классификации фазометров

Как электроизмерительное устройство фазометры классифицируют по нескольким признаком:

1. Исходя из конструктивного исполнения:
   аналоговые (электромеханические, электродинамические);
2. цифровые (электронные).
3. По количеству фаз:
   однофазные;
4. трехфазные.

Однофазные приборы предназначены для определения угла сдвига фаз в однофазных цепях, а 3-фазные — позволяют производить измерения в полно проводной . Конструктивно такие устройства мало чем отличаются, разница в том, что в однофазном приборе все подвижные рамки расположены друг относительно друга под углом 90 град, а в 3-х-фазном – под 60 град.

Измерение cos φ на промышленных частотах выполняют электромеханическими приборами с непосредственным отсчётом, у которых в качестве измерительного механизма используется логометр (ферродинамический, электромагнитный, индукционный, электродинамический). Отклонение движущийся части логометра определяется сдвигом фаз соотносимых тока, напряжения.

Для широкого диапазона частот в роли фазометра используют электронно-счётные измерители интервалов временных промежутков от момента прохождения соотносимых фазовых колебаний через 0, и градуированные фазовращатели а ансамбле с индикаторами нулевой разности фаз (к примеру, фазовыми детекторами).

Фазометры электронного типа выполняются в виде обособленного блока. На его лицевую панель выводятся микроамперметр, шкала которого градуируется в градусах, выключатель питающей сети, входные клеммы измеряемых сигналов.

Все составленные части прибора смонтированы на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита и закрепленной на измерительных зажимах микроамперметра.

Подключение платы с входными клеммами выполняется экранированным проводом, что обеспечивает его высокую помехоустойчивость.

Погрешность электромеханического фазометра- 1-3°, электронных- 0,06-0,1°.

Рассмотрим несколько фазометров различных производителей:

ВАФ-А(М) производства ПАРМА

Цена около 31 тыс. рублей.

Вольтамперфазометр нового поколения.

Измерение тока от 0 до 3000 А, графический индикатор, подключение прибора к ПК через USB, сохранение данных на ПК, память на 100 измерений, встроенные часы, режим «Регистратор», аккумуляторное питание.

Отличительные особенности прибора ВАФ-А(М):

• измерение тока от 0 до 3000 А в четырех диапазонах (комплектуется тремя типами токоизмерительных клещей);
• графический индикатор;
• подключение прибора к ПК через USB-интерфейс для обновления ПО и зарядки аккумуляторов;
• доступ к записанным данным стандартными средствами MS-Office; работа с прибором как с внешним накопителем;
• древовидная система меню настроек прибора, возможность доступа и редактирования их с помощью индикатора и двухкнопочной клавиатуры;
• память на 100 измерений;
• автоматическое определение типа подключаемых клещей;
• встроенные часы;
• режим «Регистратор» — запись измеренных каналов (ток и напряжение) и двух опорных каналов как дискретов с заданным временем усреднения и интервалом записи; формат записи — CSV;
• калибровка прибора в интерактивном автоматизированном режиме с участием только внутреннего ПО прибора;
• управление контрастностью и подсветкой ЖКИ;
• подача звукового сигнала при возникновении неисправностей, перегрузке или снижении напряжения питания.

2. Вольтамперфазометр ВФМ-3 произвдства Челябэнергопробор
Цена около 50 тыс. рублей.

Вольтамперфазометр ВФМ-3 — малогабаритный полностью автоматизированный универсальный прибор. Предназначен для измерения действующего значения трех фазных и трех линейных напряжений и действующего значения силы трех переменных токов с одновременным вычислением активной, реактивной и полной мощностей в трех цепях, измерения частоты, угла сдвига фаз между токами и напряжениями одноименных фаз.

Прибор ВФМ-3 выводит на дисплей графическое изображение векторной диаграммы контролируемой цепи.

Вольтамперфазометр ВФМ-3 может применяться при комплексных испытаниях защит генераторов, трансформаторов, линий, в цепях трансформаторов тока и напряжения, наладки фазочувствительных схем релейной защиты и др.

Отличительные особенности ВФМ-3

• Самый компактный и легкий (0,3 кг) из современных 3-фазных вольтамперфазометров.
• На 4.3” цветном индикаторе помещаются одновременно все основные результаты измерений, может выводиться векторная диаграмма.
• Измерение силы переменного тока в пределах 0…50 мА без разрыва цепи. При этом абсолютная погрешность не превышает ±1 мА.
• Измерение сдвига фаз между напряжением и током, в том числе при токе менее 50 мА. Абсолютная погрешность при токе от 50 мА и более — в пределах ±1 град, при токе 15 мА — не более ±3 град.
• Переноска в сумке осуществляется при воткнутых в измерительный блок проводах. Для перехода в рабочее положение не требуется втыкать разъемы, достаточно просто открыть сумку.

3. РЕТОМЕТР-М2 производства НПО «Динамика»
Цена около 50 тыс. рублей)

Это трехфазный многофункциональный и полностью автоматизированный прибор нового поколения, предназначенный для измерения параметров в трехфазных и однофазных электрических цепях с рабочей частотой 50 Гц.

Прибор является незаменимым помощником для персонала служб релейной защиты и автоматики энергопредприятий, службы главного энергетика, промышленных предприятий и многих других специалистов, занятых эксплуатацией электроустановок.

Отличительные особенности прибора РЕТОМЕТР-М2:

• высокая чувствительность, расчет всех параметров начинается с момента реального измерения тока и напряжения (от 1 мА и 5 мВ);
• широкий диапазон измерения напряжения до 750 В, что позволяет работать в сетях 660 В;
• широкий диапазон измерения переменного тока до 40 А, что в ряде случаев позволяет выполнять измерение первичного тока;
• малогабаритные токовые клещи, входящие в комплект поставки, позволяют измерять ток в самых труднодоступных местах (например, в современных панелях и ячейках);
• опционные токовые клещи РЕТ-ДТ расширяют диапазон измерения тока до 30 кА;
• измерение истинных среднеквадратичных значений тока и напряжения (TRUE RMS);
• измерение угла сдвига фаз выполняется на основной гармонике, при этом шумы и искажения сигнала не влияют на точность измерений;
• возможность фиксации на экране измеряемых параметров в режиме «HOLD»;
• простой способ определения полярности обмоток трансформаторов тока и трансформаторов напряжения;
• безопасная проверка целостности соединений в режиме «Прозвонка», который не включается при наличии внешнего напряжения;
• высококонтрастный индикатор, позволяющий выводить большое количество информации;
• Li-ion аккумулятор обеспечивает длительную автономную работу, быстрый заряд и отсутствие эффекта памяти;
• автоматическое выключение прибора.

Ещё одно интересное видео о ВАФе Ретомерт М2:

Инструкция по эксплуатации

Лучшим пособием, объясняющим как пользоваться фазометром, является его инструкция по эксплуатации, которая должна обязательно входить в комплектацию. Перед началом работы необходимо выполнить ряд последовательных действий

Важно первым делом убедиться, что диапазон частот соответствует метрологическим характеристикам, а также что внешние условия соответствуют рабочим. После этого уже можно собирать схему

Итак, эксплуатация фазометра должна осуществляться в следующей последовательности:

1. Первоначально необходимо внимательно ознакомится с инструкцией по эксплуатации, прилагаемой к прибору, где можно узнать о его назначении и правилах пользования.
2. При помощи корректора устанавливается стрелка на отметке нулевого значения.
3. Нужно посмотреть, чтобы все кнопки были в положении отжатого типа.
4. Пробники на входе подключите к соответствующим разъёмам.
5. Теперь необходимо включить кнопку сети. В это момент должен загореться специальный индикатор.
6. Далее не следует сразу приступать к измерениям, так как прибору необходимо время для прогрева. Примерно на данную процедуру понадобиться четверть часа.
7. Теперь находим напряжение сигнала со стороны входа.
8. Нажимаем одну из кнопок в зависимости от нужного напряжения и устанавливаем необходимый диапазон частот.
9. После этого нажимаем «>0<�» двух каналов и «+-«.
10. Пробники для каналов включаются в четырёхполюсный вход.
11. Далее переключатель для пределов ставим на положение «20».
12. После этого стрелку самого измерителя выставляем с применением регулятора «>0<�» на нулевое положение.

Гораздо проще пользоваться цифровым фазомтером. На видео обзоре ниже наглядно показывается эксплуатация данного прибора:

Теперь вы знаете, как пользоваться фазометром и для чего нужен этот прибор. Надеемся, предоставленный материал был для вас полезным и понятным!

Наверняка вы не знаете:

• Чем опасен перекос фаз в трехфазной сети
• Как пользоваться фазоуказателем
• Как распределить нагрузку по фазам

Источник: Samelectrik.ru

Основные технические характеристики цифрового фазометра

1) диапазон рабочих частот 0,002…2000, кГц;

2) диапазон входных напряжений 0,002…2, В;

3) пределы измерения разности фаз ±180°; 0…360°.

4) основная погрешность измерения разности фаз (при относительной нестабильности частоты сигнала не более 10– 4 за 10 мин) , где j – измеряемая разность фаз в градусах; А

– отношение входных напряжений, дБ.

5) входное сопротивление прибора более 1 МОм, входная емкость 30 пФ.

Принцип действия.В фазометре Ф2-16 измеряемый фазовый сдвиг преобразуется во временной интервал (рис. 3.4, а

иб

). С помощью формирующих устройств (ФУ) из исследуемых напряжений и вырабатываются кратковременные импульсы в моменты перехода напряжений через 0 в

Рис. 3.4. Структурная схема и временные диаграммы фазометра с преобразованием фазового сдвига во временной интервал

сторону увеличения. Эти импульсы поступают на входы S

иR

триггера T, и на его выходе формируются прямоугольные импульсы. Длительность импульсов триггера t пропорциональна измеряемому сдвигу фаз: . Среднее значение напряжения на выходе триггера, пропорциональное измеряемому фазовому сдвигу

,

измеряется встроенным цифровым вольтметром постоянного напряжения. При этом амплитуда импульсов выбирается таким образом, чтобы показания вольтметра численно совпадали с фазовым сдвигом , выраженным в градусах.

При таком способе измерения фазового сдвига может возникнуть систематическая погрешность из-за несимметричного ограничения исследуемых напряжений в ФУ. В этом случае напряжение на выходе ограничителя, например в ФУ1, будет иметь постоянную составляющую (рис. 3.4, в

). Дифференцирующая цепь, входящая в ФУ, постоянную составляющую не пропускает, поэтому моменты перехода напряжения через нуль смещаются (показано на рис. 3.4,в

стрелками). Изменение интервала t приводит к погрешности измерения фазового сдвига.

Структурная схема. Фазометр Ф2-16 выполнен по двухканальной схеме; опорный канал (ОК) и измерительный канал (ИК) идентичны (рис. 3.5). Для устранения погрешности из-за несимметричного ограничения в фазометре используются два триггера. Усилители ограничители выполнены по двухтактной схеме, поэтому их выходные напряжения u

3,u

4 и
u
5,
u
6 противофазны (рис. 3.6).

Рис. 3.5. Структурная схема фазометра Ф2-16

Роль дифференцирующих цепочек выполняют дискриминаторы уровня. Дискриминаторы ОК срабатывают при прохождении через 0 напряжений u

3,u

4 в сторону увеличения, а дискриминаторы ИК срабатывают при прохождении через 0 напряжений
u
5,
u
6 в сторону уменьшения. Триггер Т2 переключается положительным импульсом
u
7 и отрицательным импульсом
u
9. Триггер Т2 переключается соответственно импульсами
u
8 и
u
10, которые сдвинуты на полпериода относительно
u
7 и
u
9. Прямоугольные импульсы
u
11 и
u
12 амплитудой 6 В с Т1 и Т2 складываются в сумматоре, образуя
u
13. Туда же подается напряжение смещения – 12 В. Усилитель постоянного тока (УПТ) выделяет постоянную составляющую и изменяет ее полярность, после чего напряжение измеряется цифровым вольтметром. Если в первом канале, например, ограничение несимметричное, то импульсы
u
7 и
u
8 сдвинуты, как показано стрелками на рис. 3.6. Импульс
u
11 станет короче, а импульс
u
12 – длиннее, поэтому результирующая постоянная составляющая останется без изменения.

Рис. 3.6. Временные диаграммы, поясняющие работу фазометра Ф2-16

В фазометре Ф2-16 предусмотрен режим измерения сдвига фаз ±180°. В этом режиме с помощью переключателя напряжения u

7 иu

8 меняются местами, на сумматор подается напряжение смещения не –12, а –6 В. Графики напряжений для этого режима показаны на рис. 3.6 справа.

Необходимость применения

Существуют такие ситуации, во время которых подключение сети трехфазного типа должно выполнятся в порядке чередования фаз. Дело состоит в том, что направление, по которому вращается ротор во время подключения к сети асинхронного двигателя нет гарантии точно указать, если не выполняем в строгости процедуру фазировки.

К примеру, когда это касается эксплуатации вентилятора для соответствующей системы или привода для работы насоса, то необходимо чётко знать направление вращения. Это обеспечивает выполнение технологического цикла. Поэтому соблюсти последовательно соединения в таком случае есть важным. Для того чтобы решать данную проблему следует прибегать к помощи специального прибора, который называется фазоуказателем. Это позволяет понять, для чего он нужен. Область применения фазоуказателя довольно широка и постоянно растёт.

Если фазировка выставлена правильно, то порядок следования фаз происходит от А далее к В и оканчивается С. Таким же порядком определяется и направление по вращению двигателя. К примеру, если провода, которые питают обмотки, подсоединены в правильном порядке, то происходит эксплуатация ротора двигателя условно по направлению часовой стрелки. Однако в ситуации, когда две из данных фаз будут поменяны, произойдёт нарушение направления вращения ротора. Тогда технологический процесс, в котором задействован двигатель, будет просто нарушен. Это приведёт к тому, что оборудование, которое используется в приводе, будет нарушено и выйдет из строя. После этого, если произвести обратную процедуру с фазами, то порядок работы двигателя войдёт в норму и процесс будет корректным.

ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ РЕЛЕ

Пожалуй, наиболее широкое распространение реле, работающие с использованием электромагнитного принципа получили в сфере распределения и производства электрической энергии.

Релейная защита высоковольтных линий обеспечивает безаварийный режим работы подстанций и другого подключенного оборудования.

Управляющие элементы, используемые в установках релейной защиты рассчитаны на коммутацию присоединения при рабочих напряжениях, достигающих нескольких сотен тысяч вольт. Широкое распространение релейной защиты высоковольтных линий обусловлено:

• высокой долговечностью релейных элементов;
• быстрой реакцией на изменение параметров подключенных линий;
• способностью работы в условиях высокой напряженности электромагнитных полей и нечувствительностью к появлению паразитных электрических потенциалов.

Также посредством установок релейной защиты осуществляется резервирование линий электропередач и моментальный вывод из работы поврежденных участков электросети, к примеру, при замыкании линии на землю или обрыве токоведущих частей. На сегодняшний день еще не изобретены более надежные средства защиты линий электропередач чем релейная защита.

Кроме того, в настоящее время электромагнитный тип реле широко используется в системах управления производственными, конвейерными линиями. Чаще всего данный вид систем управления используется на производствах с наличием высоких паразитных потенциалов делающих невозможным использование полупроводниковых систем управления.

К примеру, известен случай, когда при модернизации систем управления конвейерными линиями на одном из элеваторов новое оборудование, построенное новейших полупроводниковых элементах, постоянно выходило из строя.

Как позже выяснилось причиной поломки стало статическое электричество, возникающее при движении зерна по конвейерной ленте, а так как система выравнивания потенциалов была не предусмотрена в данных помещениях, то стал вопрос о переносе пульта управления в защищенное помещение.

Это было сопряжено с огромными материальными затратами. В результате было принято решение перейти на релейные блоки управления, нечувствительные к статическому напряжению.

Принципы работы заложенные в основу функционирования электромагнитных реле используются в устройствах дистанционного управления нагрузкой — пускателях или контакторах.

Принцип работы этих устройств во многом напоминает работу реле, с той лишь разницей, что предназначены данные устройства для коммутации силовых цепей сила тока, в которых может достигать 1000 А, а в случае особо мощных установок и выше.

Помимо низковольтного оборудования релейные блоки используются для управления, конденсаторными установками, которые используются для плавного пуска электрических двигателей высокой мощности.

Но самым знаковым применением реле электромагнитного типа является их использование в первых электронно-вычислительных машинах, в качестве логических элементов способных выполнять простейшие логические операции. Не смотря на низкое быстродействие эти первые компьютеры по надежности превосходили следующее поколение ламповых вычислительных комплексов.

Простейшими примерами использования электромагнитного реле в повседневной жизни являются реле управления в различных видах бытовой техники: холодильниках, стиральных машинах и т.п.

2012-2020 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Виды

Все фазометры по принципу работы делятся на три вида:

• Электродинамические;
• Цифровые;
• Электромеханические.

Наибольшим спросом пользуются первые два типа, но рекомендуется применять цифровые приборы. Они отличаются большей точностью и низким уровнем помех.

По числу фаз фазометры бывают:

• Однофазные — для проведения измерений в 1-фазной цепи.
• Трехфазные — для 3-фазных цепей.

Электродинамический

Еще недавно наибольшим спросом пользовались электродинамические (электромагнитные) фазометры. Конструктивно этот прибор состоит из простого логометрического механизма, позволяющего с точностью измерять смещение фаз.

В устройстве предусмотрено две рамки, которые жестко объединены между собой. Угол между упомянутыми элементами составляет 60 градусов. Рамки крепятся на осях, зафиксированных на опорных узлах. Благодаря этой особенности, в устройстве отсутствует механическое противодействие.

В приборе предусмотрен специальный элемент, который поворачивается на угол, характеризующий величину текущего сдвига фаз. С помощью линейной шкалы специалист может зафиксировать измерение и определить текущий параметр смещения.

В основе электродинамического фазометра лежит неподвижная токовая катушка, а также еще два аналогичных, но подвижных элемента. В смещающихся катушках текут свои токи, что способствует появлению магнитного потока во всех катушках — подвижных и неподвижных.

При взаимодействии потоков катушек появляется пара вращающихся моментов, величина которых зависит от расстояния между перемещающимися элементами устройства. Упомянутые моменты имеют различное направление, которое противоположно по величине.

Показатели моментов зависят от токов, протекающих в катушках подвижного типа, а также от уровня тока в фиксированной катушке. Кроме того, упомянутые показатели зависят от конструктивных особенностей катушки и углового фазного сдвига.

Как результат, перемещающийся элемент фазометра прокручивается под влиянием упомянутых моментов до ситуации, когда не возникнет равновесие, то есть моменты становятся равны.

У самого фазометра часто предусмотрена градация, позволяющая точно измерить коэффициент мощности.

Преимущества прибора — надежность, высокая точность показаний, доступная цена.

Недостаток — зависимость измеряемых параметров от показателя частоты. Еще один минус — повышенная потребляемая мощность с изучаемого источника.