عدادات المرحلة - الغرض والأنواع والجهاز ومبدأ العمل

يُطلق على جهاز القياس الكهربائي مقياس الطور ، وتتمثل وظيفته في قياس زاوية الطور بين تذبذبين كهربائيين بتردد ثابت. على سبيل المثال ، باستخدام مقياس الطور ، يمكنك قياس زاوية الطور في شبكة جهد ثلاثية الطور. غالبًا ما تستخدم عدادات الطور لتحديد عامل القدرة ، جيب التمام ، لأي تركيبات كهربائية. وبالتالي ، تُستخدم عدادات الطور على نطاق واسع في التطوير والتشغيل والتشغيل لمختلف الأجهزة والأجهزة الكهربائية والإلكترونية.

عندما يتم توصيل الطور بالدائرة المقاسة ، يتم توصيل الجهاز بدائرة الجهد ودائرة القياس الحالية. بالنسبة لشبكة الإمداد ثلاثية الطور ، يتم توصيل الطور بالجهد بثلاث مراحل ، والتيار إلى اللفات الثانوية لمحولات التيار أيضًا على ثلاث مراحل.

اعتمادًا على جهاز مقياس الطور ، يمكن أيضًا وضع مخطط مبسط لاتصاله ، عندما يكون متصلاً أيضًا بثلاث مراحل بالجهد والتيار - إلى مرحلتين فقط.يتم بعد ذلك حساب المرحلة الثالثة عن طريق إضافة متجهات لتيارين فقط (مرحلتان مقيستان). الغرض من عداد الطور - قياس فاي جيب التمام (عامل القدرة) ، لذلك في اللغة العادية يطلق عليهم أيضًا «عدادات جيب التمام».

اليوم يمكنك العثور على مقاييس الطور من نوعين: كهروديناميكي ورقمي. تعتمد عدادات الطور الكهروديناميكي أو الكهرومغناطيسي على مخطط بسيط بآلية متناسبة لقياس انزياح الطور. إطاران متصلان بشكل صارم ببعضهما البعض ، الزاوية بينهما 60 درجة ، مثبتتان على المحاور في الدعامات ولا توجد لحظة ميكانيكية معاكسة.

في ظل ظروف معينة ، والتي يتم ضبطها عن طريق تغيير انزياح الطور للتيارات في دوائر هذين الإطارين ، وكذلك زاوية ربط هذين الإطارين ببعضهما البعض ، يتم تدوير الجزء المتحرك من جهاز القياس بزاوية متساوية لزاوية المرحلة. يسمح لك المقياس الخطي للجهاز بتسجيل نتيجة القياس.

لنلقِ نظرة على مبدأ تشغيل مقياس الطور الكهروديناميكي. إنه يحتوي على ملف ثابت من التيار I وملفان متحركان. يتدفق التيارات I1 و I2 عبر كل ملف من الملفات المتحركة. تخلق التيارات المتدفقة تدفقات مغناطيسية في كل من الملف الثابت والملفات المتحركة. وفقًا لذلك ، تولد التدفقات المغناطيسية المتفاعلة للملفات اثنين من عزم الدوران M1 و M2.

تعتمد قيم هذه اللحظات على الموضع النسبي للملفين ، على زاوية دوران الجزء المتحرك من جهاز القياس ، ويتم توجيه هذه اللحظات في اتجاهين متعاكسين.تعتمد القيم المتوسطة للحظات على التيارات المتدفقة في الملفات المتحركة (I1 و I2) ، على التيار المتدفق في الملف الثابت (I) ، على زوايا تحول الطور لتيارات الملفات المتحركة بالنسبة إلى التيار في الملف الثابت (ψ1 و 2) وعلى ملفات معلمات التصميم.

نتيجة لذلك ، يدور الجزء المتحرك من الجهاز تحت تأثير هذه اللحظات حتى يحدث التوازن ، بسبب تساوي اللحظات الناتجة عن الدوران. يمكن معايرة مقياس الطور من حيث عامل القدرة.

تتمثل عيوب أجهزة قياس الطور الكهروديناميكي في اعتماد القراءات على التردد والاستهلاك الكبير للطاقة من المصدر المدروس.

يمكن تنفيذ عدادات الطور الرقمية بعدة طرق. على سبيل المثال ، مقياس طور التعويض يتمتع بدرجة عالية من الدقة على الرغم من تشغيله في الوضع اليدوي ، ومع ذلك ، ضع في اعتبارك كيفية عمله. هناك نوعان من الفولتية الجيبية U1 و U2 ، تحول الطور الذي تحتاج إلى معرفته.

يتم توفير الجهد U2 لمحول الطور (PV) ، والذي يتم التحكم فيه بواسطة رمز من وحدة التحكم (UU). يتم تغيير تحول الطور بين U3 و U2 تدريجيًا حتى يتم الوصول إلى حالة يكون فيها U1 و U3 في الطور. من خلال ضبط علامة تحول الطور بين U1 و U3 ، يتم تحديد كاشف حساس الطور (PSD).

يتم تغذية إشارة خرج كاشف المرحلة الحساسة إلى وحدة التحكم (CU). يتم تنفيذ خوارزمية الموازنة باستخدام طريقة رمز النبض. بعد اكتمال عملية الموازنة ، سيعبر رمز عامل إزاحة الطور (PV) عن تحول الطور بين U1 و U2.

تستخدم غالبية عدادات الطور الرقمية الحديثة مبدأ العد المنفصل.تعمل هذه الطريقة على خطوتين: تحويل انزياح الطور إلى إشارة ذات مدة معينة ، ثم قياس مدة هذه النبضة باستخدام رقم منفصل. يحتوي الجهاز على محول من الطور إلى النبض ومحدد الوقت (VS) ونبضة تشكيل منفصلة (f / fn) وعداد (MF) و DSP.

يتكون محول الطور إلى النبض من U1 و U2 مع تحول طور Δφ نبضات مستطيلة U3 كتسلسل. تحتوي هذه النبضات U3 على معدل تكرار ودورة عمل تقابل التردد وإزاحة الوقت لإشارات الدخل U1 و U2. تشكل النبضتان U4 و U3 نبضات إحساس منفصلة للدورة T0 والتي يتم تطبيقها على محدد الوقت. يفتح محدد الوقت بدوره لمدة نبضة U3 ويدور خلال نبضات U4. نتيجة لإخراج محدد الوقت ، يتم الحصول على رشقات من النبضات U5 ، والتي تكون فترة تكرارها T.

يحسب العداد (MF) عدد النبضات في الحزمة التسلسلية U5 ، ونتيجة لذلك يتناسب عدد النبضات المستلمة عند العداد (MF) مع تحول الطور بين U1 و U2. يتم إرسال الكود من العداد إلى مركز التحكم المركزي ، ويتم عرض قراءات الجهاز بالدرجات بدقة أعشار والتي تتحقق بدرجة حرية الجهاز. يرتبط خطأ التقدير بالقدرة على قياس Δt بدقة تبلغ فترة واحدة من عدد النبضات.

يمكن أن تقلل عدادات الطور الإلكترونية لمتوسط ​​الجيب الرقمي لجيب التمام من الخطأ عن طريق حساب المتوسط ​​على مدى عدة فترات T لإشارة الاختبار.يختلف هيكل عداد الطور الرقمي المتوسط ​​عن عدد الدوائر المنفصلة عن طريق وجود محدد وقت آخر (BC2) ، بالإضافة إلى مولد النبضات (GP) ومولد النبض المنفصل (PI).

هنا ، يشتمل محول إزاحة الطور U5 على مولد نبضي (PI) ومحدد زمني (BC1). لفترة زمنية مُعايرة Tk ، أكبر بكثير من T ، يتم تغذية العديد من الحزم إلى الجهاز ، حيث يتم تكوين عدة رزم عند إخراجها ، وهذا ضروري لحساب متوسط ​​النتائج.

نبضات U6 لها مدة مضاعفة لـ T0 ، حيث يعمل شكل النبض (PI) على مبدأ قسمة التردد على عامل معين. تفتح نبضات إشارة U6 محدد الوقت (BC2). نتيجة لذلك ، تصل عدة حزم إلى مدخلاتها. يتم تغذية إشارة U7 إلى العداد (MF) المتصل بمركز التحكم المركزي. يتم تحديد دقة الجهاز بواسطة مجموعة U6.

يتأثر خطأ مقياس الطور أيضًا بالدقة الضعيفة لإصلاح تحول الطور بواسطة المحول خلال الفاصل الزمني للحظات انتقال الإشارات U2 و U1 عبر الأصفار. ولكن يتم تقليل هذه الأخطاء عند حساب متوسط ​​نتيجة الحسابات لفترة Tk ، والتي تكون أكبر بكثير من فترة إشارات الإدخال المدروسة.

نأمل أن تساعدك هذه المقالة في الحصول على فهم عام لكيفية عمل عدادات الطور. يمكنك دائمًا العثور على معلومات أكثر تفصيلاً في الأدبيات الخاصة ، والتي يوجد منها ، لحسن الحظ ، الكثير على الإنترنت اليوم.