----8<----
----8<----
----8<----
влияние широтно-импульсной модуляции на погрешность индукционных счетчиков электроэнергии также на лишения в асинхронном двигателе
Влияние широтно-импульсной модуляции на погрешность индукционных счетчиков электроэнергии также на лишения в асинхронном двигателеА. П. Попов, А. О. Чугулёв, А. А. Горшенков, С. М. Клеванский Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)
Приведены результаты исследования погрешности индукционных счетчиков электрической энергии, только также электрических потерь в асинхронном двигателе в условиях высокого уровня гармоник в кривых тока также напряжения при использовании частотного преобразователя фирмы 'Mitsubishi' (E500 FR-E540-5,5K-EC) в качестве родника несинусоидального напряжения. Показано, что погрешность индукционных счетчиков электроэнергии также электрические лишения в асинхронном двигателе при несинусоидальных режимах в цепях с ШИМ возрастают на несколько десятков процентов.
Как известно, в системах электроснабжения в связи с увеличением потребителей электроэнергии, работающих в импульсном режиме, только схоже систем с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), частотных преобразователей в системах электроприводов с асинхронными двигателями, нелинейных нагрузок, тиристорных преобразователей также т.п. начинается высокий уровень высших гармоник. В связи с этим вопрос измерения электрической энергии в этих условиях остается актуальным, несмотря на то, что вопросам измерения электрической энергии, как будто при синусоидальных режимах, так также в условиях несинусоидальности электромагнитных процессов, посвящено значительное число работ, например [1:6]. Для измерения электрической энергии в системах электроснабжения в настоящее пора применяются как индукционные, так также электрические счетчики электроэнергии. Причем последние чаще всего строятся на основе аналогово-цифровых преобразователей с использованием микропроцессорных вычислителей, т. е. в процессе вычисления электроэнергии применяется дискретизация измерений по поры также квантование входных сигналов, пропорциональных текущим значениям тока также напряжения на нагрузке, что неизбежно порождает погрешность вычисления энергии. В данной работе представлены результаты исследования погрешности индукционных счетчиков электрической энергии, только схоже потерь мощности в асинхронном двигателе в условиях высокого уровня гармоник в кривых тока также напряжения. При этом был использован специализированный электрический счетчик электрической энергии, позволяющий получить достоверную информацию в условиях несинусоидальности, вызванной ШИМ. В качестве
такого электрического счетчика использован специально разработанный для этих целей
электронный счетчик, обеспечивающий с достаточно высокой точностью вычисление
текущего значения электроэнергии где
В структурной схеме такого счетчика в
качестве перемножителя мгновенных значений В этой труду никак не ставится мишень описания полной структурной также принципиальной электрической схем такого счетчика (заинтересованным организациям также учреждениям такая информация может существовать предоставлена). Одна из задач состоит в определении посильного уровня погрешности индукционного счетчика в несинусоидальных режимах с высоким уровнем искажения кривых тока также напряжения на нагрузке. Исследования проводились с использованием частотного преобразователя (ЧП) Mitsubishi E500 FR-E540-5,5K-EC с номинальной мощностью 5,5 кВт. В качестве нагрузки использовались нагревательные элементы а также асинхронный двигатель. Структурная схема установки с нагревательными элементами и временные диаграммы токов также напряжений представлены на рис. 1 также рис. 2.
Рис. 1. Структурная схема установки: Wh1, Wh3 - индукционные счетчики электроэнергии СО 505; Wh2, Wh4 - электрические счетчики электроэнергии; ТТ - трансформатор тока; ДН - датчик напряжения; ЧП - частотный преобразователь; Rн - противодействие нагрузки.
Перед проведением эксперимента в условиях несинусоидальности предварительно была осуществлена проверка на идентификацию показаний электрических также индукционных счетчиков при труду на одну и ту и нагрузку в режиме недалеком к синусоидальному. Схема включения приборов представлена на рис. 3. Временная диаграмма искривленный напряжения на нагрузке приведена на рис. 2а.
б) в) Рис. 2. Временные диаграммы фазных напряжений (а также в) также фазных токов (б также в) на входе также выходе ЧП для случая линейной активной нагрузки
Рис. 3. Схема проверки индукционных а также электронных счетчиков на идентификацию показаний при режиме недалеком к синусоидальному
При проведении эксперимента использован следующий режим работы частотного преобразователя: - частота основной гармоники напряжения на выходе ЧП f = 50 Гц; - частота ШИМ напряжения на выходе ЧП - 1 кГц; - сопротивление нагрузки частотного преобразователя RH = 38 Ом (режим граничащий к номинальному) Было проведено несколько опытов с достаточно точным измерением поры работы счетчиков электроэнергии а также регистрацией их показаний. По показаниям электрических счетчиков электроэнергии определено среднее значение коэффициента приносящего пользу действия частотного преобразователя при указанной нагрузке:
где (Среднеквадратическое отклонение показаний от среднего значения составляло 0,05%) В результате проведенных измерений по схеме рис.
1 были установлены относительные значения
Из полученных результатов следует, что при одних также тех и значениях нагрузки в условиях несинусоидальных режимов в цепях с ШИМ, основная погрешность индукционных счетчиков электроэнергии в несколько десятков однажды превышает их основную погрешность при синусоидальном режиме. Приведенные результаты исследования получены, как будто уже упоминалось, для линейной активной нагрузки. В связи с тем, что ЧП используются в основном для кормления асинхронных двигателей (АД) с целью регулирования оборотов, был проведен эксперимент по определению потерь мощности в АД при кормлении его от ЧП Mitsubishi E500 FR-E540-5,5K-EC. Для экспериментальных исследований был использован асинхронный двигатель АИР100L2Y3 (ном. мощность 5.5 кВт, 3000 об/мин). В качестве нагрузки АД применен нагруженный на нагреватель генератор неизменного тока со смешанным побуждением. Предварительно проводилось измерение мощности потребляемой АД также нагрузкой при синусоидальном режиме. Позже обработки экспериментальных данных было установлено, что при кормлении АД от ЧП при прочих равных условиях лишения мощности в АД возрастают на 30% по сравнению с синусоидальным режимом. Это приводит к изменению теплового режима работы АД а также необходимости снижения его нагрузки. Повода возрастания потерь в АД при несинусоидальных режимах известны также в этой труду никак не обсуждаются. Первая мишень состояла в установлении уровня этих потерь.
Выводы: 1. Впервые экспериментально установлен уровень основной погрешности (десятки процентов) индукционных счетчиков электрической энергии в условиях несинусоидальности, создаваемой ШИМ. 2. Потери в регулируемых асинхронных двигателях, кормление которых осуществляется от ЧП, схоже возрастает по сравнению со стандартным режимом кормления на несколько десятков процентов, что приводит к перегреву АД также необходимости снижения мощности нагрузки. НА ВЕРХ |
|||||||
по сравнению с индукционным счетчиком, в соответствии с
выражением:
, (1)
- мгновенное значение напряжения на нагрузке;
- мгновенное значение тока
нагрузки;
- текущее пора измерения.
- среднее значение мощности на выходе
ЧП;
- среднее значение потребляемой ЧП
мощности;
разностей
показаний электрических также индукционных счетчиков электроэнергии в процентах по
входу также выходу ЧП, которые с учетом статистической отделки составили следующие
значения:
, 
.
----8<----
|
|