Przedmiotem wynalazku jest uklad do pomiaru mocy czynnej, biernej i pozornej pradu przemiennego jednym ustrojem elektrodynamicznym.W obecnym stanie techniki pomiarowej nie ma jednego urzadzenia pomiarowego, którym kolejno mozna by bylo mierzyc moc pradu stalego, oraz moc czynna, bierna i pozorna pradu przemiennego.Moc pradu stalego oraz moc czynna pradu przemiennego mierzy sie obecnie watomierzami elektrodyna¬ micznymi lub ferrodynamicznymi. Moc bierna pradu przemiennego mierzy sie ustrojem elektrodynami¬ cznym majacym osobne cewki, napieciowa i pradowa, z przesuwnikiem fazowym, zwanym waromierzem.Moc pozorna pradu przemiennego mierzy sie korzystajac z amperomierza i woltomierza, laczac je wjeden ze znanych ukladów pomiarowych zawierajacych uklady bocznikowe oraz mostki prostownicze, a nastepnie mnozy sie otrzymane wartosci pradu i napiecia, aby uzyskac wartosc odpowiadajaca mocy pozornej z zaleznosci: S = U • I. W przypadku pomiaru mocy pozornej pradu przemiennego nie otrzymuje sie wprost z pomiaru wyników, lecz uzyskuje sie je w drodze posredniej przez dodatkowe czynnosci obliczeniowe.Wynalazek powinien spelnic zadanie wyeliminowania niedogodnosci i zastapienia czterech odrebnych przyrzadów pomiarowych jednym ustrojem pomiarowym oraz powinien dac mozliwosc zaprojektowania urzadzenia eliminujacego dodatkowe obliczenia posrednie.Zalozony cel spelnia uklad do pomiaru mocy czynnej, biernej i pozornej dzieki temu, ze do wyjscia cewki napieciowej w znanym ustroju elektrodynamicznym jest przylaczony przesuwnik fazowy poprzez dwupolo- zeniowy przelacznik czterostykowy. Równolegle do cewki napieciowej tego ustroju jest dolaczony rezystor bocznikujacy poprzez dwupolozeniowy osmiostykowy przelacznik oraz przelacznik. Przelacznik osmiosty- kowy polaczony jest odpowiednio parami styków a-a z trzecim dwupolozeniowym czterostykowym przela¬ cznikiem oraz z mostkiem prostowniczym. Drugie pary styków tego przelacznika dwustykowego sa polaczone z mostkiem prostowniczym oraz z drugim podobnym mostkiem prostowniczym. Uklad zapewnia dobra dokladnosc pomiaru mocy pradu stalego oraz mocy czynnej, biernej i pozornej pradu przemiennego.Uklad wedlug wynalazku jest szczególowo opisany na przykladzie jego wykonania i zobrazowany na rysunku, przedstawiajacym schemat ideowy.Uklad do pomiaru mocy czynnej, biernej i pozornej wedlug wynalazku sklada sie z ustroju elektrodyna¬ micznego 1, majacego cewke napieciowa 10, zaciski U*—U oraz cewke pradowa 11, zaciski K-L.Do wyjscia U cewki napieciowej 10jest przylaczony przesuwnik fazowy 2 poprzez dwupolozeniowy przelacznik cztero¬ stykowy 8. Na wejsciu cewki Ld, równolegle do cewki napieciowej ustroju elektrodynamicznego 10 jest dolaczony rezystor bocznikujacy 5 poprzez dwupolozeniowy osmiostykowy przelacznik 7 oraz poprzez przelaczniki.2 116369 • ¦lV-: Przelacznik ten jest polaczony odpowiednio parami styków a-a z dwupolozeniowym czterostykowym przelacznikiem 6 oraz z mostkiem prostowniczym 4 i odpowiednio parami styków b-b z tym mostkiem prostowniczym 4 oraz z drugim mostkiem prostowniczym 3. Calosc urzadzeniajest zabudowana wjednolitej obudowie 9 w taki sposób, ze przelaczniki 6, 7 i 8 maja pokretla wyprowadzone na jego czolowa sciane, na której jest umieszczona podzialka kata wychylenia ustroju elektrodynamicznego 1, wyskalowana wjednost¬ kach mocy czynnej, biernej i pozornej. Pomiar mocy pradu stalego i mocy czynnej pradu przemiennego P, urzadzeniem wykonuje sie nastepujaco.Przelaczniki 6, 7 oraz 8 ustawia sie w polozeniu a-a. Wówczas nastepuje zalaczenie bezposrednie ustroju elektrodynamicznego 1 mierzacego moc P pradu stalego lub moc czynna pradu przemiennego, wedlug zaleznosci: a p = £M= const da gdzie: P — moc czynna w watach, a — wychylenie ustroju elektrodynamicznego 1, M — moment dzialajacy na ustrój pomiarowy.Pomiar mocy biernej pradu przemiennego Q realizuje sie nastepujaco.Przelaczniki 6 i 7 ustawia sie w polozenie a-a, analogicznie jak w przypadku pomiaru mocy czynnej, natomiast przelacznik 8 ustawia sie w polozenie b-b, przylaczajac tym samym do ukladu przesuwnik fazowy 2, bedacy cewka Ld oraz bocznikujac cewke napieciowa 10 ustroju elektrodynamicznego 1 rezystorem bocznikujacym 5. W ten sposób zgodnie z zasadami budowy watomierzy, uzyskuje sie pomiar mocy biernej wedlug zaleznosci: a da gdzie: Q — moc bierna w warach, a — wychylenie ustroju elektrodynamicznego 1, M — moment dzialajacy na ustrój elektrodynamiczny 1, k — stala uwzgledniajaca wlaczenie przesuwnika fazowego 2 oraz rezystora bocznikujacego 5.Pomiar mocy pozornej S urzadzeniem wedlug wynalazku wykonuje sie nastepujaco.Przelaczniki 6 oraz 7 ustawia sie w polozenie b-b.Przelacznik 8 ustawia sie w polozenie a-a. Przelaczenie przelaczników 6 i 7 na zaciski b-b powoduje wlaczenie mostka prostowniczego 3 dla zasilania cewki napieciowej 10 ustroju elektrodynamicznego 1, oraz mostka prostowniczego 4 dla zasilania cewki pradowej 11 tegoz ustroju. Wówczas mierzona jest moc pozorna, wedlug nastepujacej zaleznosci: S = k, .^--const da gdzie: S — moc pozorna w woltoamperach, a — wychylenie ustroju elektrodynamicznego 1, M — moment dzialajacy na ustrój elektrodynamiczny 1, k, — wspólczynnik proporcjonalnosci uwzgledniajacy zasilanie cewki napieciowej 10 i cewki pradowej 11 poprzez mostki prostownicze 3 i 4.Moment napedowy ustroju elektrodynamicznego 1 w ukladzie wedlug wynalazku, okreslony jest zaleznoscia: Mn~!* "» da gdzie: Mu — indukcyjnosc wzajemna cewek 10 i 11 ustroju elektrodynamicznego 1, ii oraz ii — chwilowe wartosci pradów w cewkach ustroju elektrodynamicznego 1.Moment zwracajacy sprezyn jest proporcjonalny do kata skrecenia: Mz ¦ kz • a Dla równowagi organu ruchomego, suma dzialajacych nan momentów równa sie zeru a wychylenie organu ruchomego okresla sie zaleznoscia: .1 . . dMia116369 3 Jezeli przyjmuje sie, ze napiecie zasilajace uklad pomiarowy ma przebieg sinusoidalnie zmienny: u s um ' «n co t to wówczas na zaciskach cewki napieciowej 10 ustroju elektrodynamicznego 1 napiecie bedzie okreslone zaleznoscia: 2 4 c£ cos2ku)t »cn/t/ = ""i I- " ITk^i 4k*-l ] Napiecie okreslone ta zaleznoscia wywola prad w cewce napieciowej 10 ustroju elektrodynamicznego 1 o wartosci icn = ^ [L.^ULUL. cos/2c-v,in/ + TT Kzn * •* __COS!Cln_ ^^^ _^/+ _ COS*kn cos/2wt_ ,kn/] 15 4k;-l gdzie: Rzn= Rzi + Ren — rezystancja zastepcza obwodu cewki napieciowej 10 ustroju elektrodynamicznego 1.Podobnie jak dla cewki napieciowej 10 ustroju elektrodynamicznego 1, prad plynacy przez cewke pradowa 11, bedzie sie skladal ze skladowej stalej i przebiegów harmonicznych wynikajacych z szeregu Fouriera, czyli: 4 KBD . ^m i coslp ._ *P-1T'1Z7 "R^~Iy T^ cos/2a,t-2,0-,lp/ + - C°Sf2p cos/4cot-4(^0 -^aP/ + ~4p??~ C0l/2kwt-2k ^o-^cp/] gdzie: Rzp=Rcp+Rz2 — rezystancja zastepcza obwodu cewki pradowej 11 ustroju elektrodynamicznego 1, Rbd — rezystancja zastepcza diod w kierunku przewodzenia prostownika 4 bocznikujaca cewke pradowa 11, | Z0| — modul impedancji odbiornika.Moment napedowy ustroju elektrodynamicznego 1 wyniesie: Przyjmujac, ze: M = 1 i, i - dM" Mn — icn icp ~^— ks = -;— • —r-L=— = constans kz da otrzymamy: Mn = ks • icn • iCp Wartosc srednia momentu napedowego dzialajacego na organ ruchomy wyniesie: k« T MnsR = —£~ / icn " icpdt To4 116369 W ukladzie wedlug wynalazku organ ruchomy ustroju elektrodynamicznego 1 oprócz momentu nape¬ dowego pochodzacego od skladowych stalych pradów plynacych w cewkach pradowej 11 i napieciowej 10, beda takze dzialac momenty od parzystych harmonicznych skladowych szeregu Fouriera.Oddzialywanie skladowej stalej cewki pradowej 11 lub napieciowej 10 na skladowe zmienne drugiej cewki nie daje momentu napedowego, a uchyby od kolejno wyzszych parzystych harmonicznych sa coraz mniejsze i maja rózne znaki, czesciowo sie wiec kompensuja.Calkowite uniezaleznienie sie od wyzszych harmonicznych uwarunkowane jest zastosowaniem odpo¬ wiednich ukladów filtrujacych. Dla miernictwa jednak przemyslowego, dokladnosc wykonywanych pomia¬ rów urzadzeniem wedlug wynalazku jest wystarczajaca.Zastrzezenie patentowe Uklad do pomiaru mocy czynnej, biernej i pozornej, majacy ustrój elektrodynamiczny z cewkami napieciowa i pradowa, przesuwnik fazowy oraz rezystor bocznikujacyi mostki erostownicze, znamienny tym, ze do wyjscia (U) cewki napieciowej (10) jest przylaczony przesuwnik fazowy (2) poprzez dwupolozeniowy przelacznik czterostykowy (8), a na wyjsciu (LD) cewki, równolegle do cewki napieciowej (10) ustroju elektrodynamicznego (1) jest dolaczony rezystor bocznikujacy (5) poprzez dwupolozeniowy osmiostykowy przelacznik (7) oraz (8) polaczony odpowiednio parami styków (a-a) z dwupolozeniowym czterostykowym przelacznikiem (6), oraz z mostkiem prostowniczym (4) i odpowiednio parami styków (b-b) z tym mostkiem prostowniczym (4) oraz z drugim mostkiem prostowniczym (3).Prac. Poligraf. UP PRL. Naklad 120 cgz.Cena 100 zl PL