מהו מנתח כוח: דיאגרמת מעגלים ועבודתו

מנתח כוח הוא הכלי המשמש לניטור איכות החשמל. קצב העברת החשמל במעגל חשמלי מכונה חשמל. הספק חשמלי נמדד בוואט - ג'אול לשנייה ביחידות S.I. ישנם אמצעים שונים לייצור כוח. ה כּוֹחַ אנו משתמשים בביתנו מיוצר בדרך כלל באמצעות חשמל גנרטורים ומסופק לבתים, תעשיות באמצעות רשת החשמל. משימה זו נעשית על ידי תעשיית החשמל. שינויים לא רצויים באיכות החשמל עלולים לגרום להתקלקלות או לגרום נזק לציוד רגיש. לפיכך, חשוב מאוד לפקח על איכות החשמל לעיתים קרובות.

מהו מנתח כוח?

מנתח חשמל, המכונה גם מנתח איכות הספק, הוא הציוד המשמש לניטור איכות החשמל במכשירים. איכות החשמל מובנת בדרך כלל כתאימות בין מקור כוח / חשמל לעומס המחובר לחשמל, כך שהעומס יוכל לתפקד כראוי. כאשר איכות החשמל נמוכה העומס עלול להיפגע או עלול לתקול. ישנם גורמים רבים לאיכות חשמל ירודה.

מתח, תדר האות וצורת הגל הם הגורמים הנחשבים למדידת איכות הספק. כאשר לכמות ההספק יש מתח אספקה ​​קבוע שנשאר בגבולות שנקבעו, ותדר ה- A.C שלו יציב וקרוב לערך המדורג עם עקומת מתח חלקה, הוא נחשב לאיכות הספק טובה.

איכות ההספק עשויה להשתנות עקב אי רציפות בשירות, שונות בגודל המתח, זרמים חולפים, הרמוניות העלייה בכוח A.C. לצורך פתרון בעיות באיכות החשמל, מנתח הכוח מסייע בכיול ובחיסול של נושאים כמו טבילות במתח, נפיחות, הרמוניות, חוסר איזון וכו '... שנראים בכוח חשמלי.

תרשים מעגל

כדי להבין את פעולתו של מנתח הספק, הבה נבחן את המעגל שלו.

מנתח חשמל-מעגל-דיאגרמה

מנתח הספק טיפוסי מורכב משני ערוצים מבודדים עבור קלט מתח וזרם. בקלט המתח יש מחליש ולכניסת הזרם יש זרם מובנה. תשומות אלה נדגמו ונתונים מדוגמים אלה מנותחים במהירות גבוהה עיבוד אותות דיגיטליים יחידה. הוא מכיל גם FPGA יחידה לממשק כל היחידות האחרות. מסופק מעבד נפרד אשר לוקח את הקלט מ- DSP להצגת תוצאות, לאחסונן ולהעברתם בערוצים אלחוטיים.

חיבור מנתח חשמל

בתעשיית החשמל נוצר כוח במחולל החשמל. ואז כוח זה מועבר בקווי העברה חשמליים, מופץ ברשת זו ומגיע למדי החשמל הקיימים בסמוך למשתמש הקצה. לצורך ניטור יעיל של החשמל ברשת, מנתחי הכוח מותקנים בשלושה מיקומים חשובים - ראשי, מרכזיות חלוקה, מרכזיות משניות.

ידיים - שלב זה מורכב ממכשירים עם ביצועים גבוהים ואשר דורשים דיוק לניטור. מנתחי כוח המשמשים בשלב זה חייבים לכלול תכונות נוספות.

מרכזיות חלוקה - מנתחי חשמל בשלב זה מוקדשים לרישום פרמטרים חשמליים ולדיווח על אזעקה במידה ונמצאות חריגות כלשהן.

מרכזיות משניות - מנתחי הכוח הללו מוקדשים לניטור ורישום נתונים של עומסים המחוברים לקצה קווי ההולכה. אלה נותנים מידע מלא על המצב וצריכת החשמל של כל עומס.

ישנן שתי שיטות למדידת פרמטרים חשמליים. מדידת זרם ישר - עבור מעגל מדידה מסוג זה צריך להיות פתוח. מדידת זרם עקיף - כאן שנאי זרם מהדק מחובר לחוט כדי למדוד את הזרם. בהתאם לתחום הפעולה ישנם סוגים שונים של מנתחי חשמל ליישומים מובחנים.

למשימות תחזוקה ובדיקה עדיפים מנתחי חשמל עם מלחציים. אלה אינם דורשים שום חיבור נוסף. מנתח הכוח התלת-פאזי כולל שלושה מהדקים למדידת כניסות בו זמנית.

אם זרם המדידה הוא בגבולות זרם הקלט המדורג המקסימלי של מנתח ההספק, ניתן לחבר את הכבל הנושא זרם ישירות לקלט מנתח הכוח. אם זרם המדידה חורג מגבולות הקלט המדורגים, נעשה שימוש בשנאי זרם חיצוני להמרת הזרם לאות מתח או זרם כך שמנתח הכוח יוכל למדוד אותו ישירות.

עקרון העבודה של מנתח הכוח

מנתחי כוח משמשים למדידת איכות הספק ב מעגלי זרם חילופין (AC) או מערכות זרם ישר (DC). למדידת איכות הספק במעגלי AC היא משתמשת בשיקולי מעגל מובחנים.

מנתחי כוח מודרניים הם ניידים ויכולים להעביר מידע באמצעות מדיה אלחוטית. כל ערוץ של המנתח מורכב ממתג למחליש פנימי או חיצוני למתח ולפעול במקרה של זרם. אחריו מאגר עכבה גבוה, סדרה של שלבי רווח ו- ממיר A / D .

מעבד האותות הדיגיטלי שולט בהמרות הרווח וה A / D של הקלט המעובד. מתג אפס אוטומטי מסופק בחזית לדיוק DC.

מנתח הספק זה יכול למדוד פרמטרים שונים כגון W, VA, VAr, גורם הספק, שלב, RMS אמיתי, הרמוניות בסיסיות, TIF, עכבה, נחשול מתח וכו '... ניתן לשלוט על כל פעולת מנתח הכוח באמצעות ממשק סדרתי, LAN, או ממשק GPIB.

השאנט הנוכחי המשמש כאן נותן רוחב פס רחב מאוד עם העברת פאזה מינימלית. מחליש המתח מסייע בהשגת תגובת רוחב פס רחבה התואמת את תגובת השלט הנוכחית. כאן, שני הערוצים מכוילים דיגיטלית, ומסירים את הצורך בהתאמות פיזיות כלשהן.

בדרך כלל, מדידת האות החשמלי אמיתית RMS פרק זמן נחשב כמשימה המכריעה של כל מכשיר מדידה. מדידה זו הופכת למשימה מסובכת כאשר היא מוחלת על אותות AC.

כשמדובר באותות AC לחישוב ה- RMS האמיתי של צורת גל AC, יש לחשב את הערך הממוצע לאורך מחזור תדר ה- AC. זה נקרא התדר הבסיסי של המעגל.

מנתחי מתח AC מציגים פלט כצורת גל אנלוגית. נעשה שימוש באוסילוסקופ מובנה להצגת הפלט. במקרה של מנתחי מתח DC, תצוגה משמשת להצגת הספרות הדיגיטליות.

מנתח כוח מתקדם

מלבד מדידות הספק, מנתח הספק חדשני יכול לספק מידע על גורמים שונים אחרים. מנתחי הספק מתקדמים אלה משמשים לעתים קרובות למדידת ערכי אנרגיה מכניים כגון מומנט ומהירות. אלה נחשבים כגורמים קריטיים ביישומי ייצור.

זה מספק נתונים למדידת הביצועים והיעילות של מערכות אלקטרומכניות. חלק מהחישובים הנוספים שבוצעו על ידי מנתחי כוח מתקדמים הם:

1. מיפוי יעילות.
2. טרנספורמציה מהירה קדימה.
3. ניתוח הרמוני .
4. כוח יסודי.
5. ערכי RMS.
6. וקטורי חלל וזרם DQ, ו
7. דיאגרמות קוטביות ורכיבים סימטריים.

מדידות מנתח כוח

בהתאם ליצרן ולדגם, מנתח חשמל יכול לבצע מדידות שונות. אך חלק מהמדידות האופייניות שכל מנתח הספק חייב לחשב הן מתח, זרם, הספק, פרמטרי שיא של מתח, פרמטרים ממוצעים, ערכי RMS, הרמוניות, פאזה וכו '. למנתחי הספק מודרניים יש לעיתים קרובות יכולות לאחסן נתונים ורישום נתונים. נתונים אלה נשמרים בדרך כלל על הלוח וניתן להוריד אותם במועד מאוחר יותר או להציג אותם על המסך.

מנתחי כוח מגיעים גם עם יכולת לתקשר נתונים או לשתף אותם באמצעות Ethernet או USB עם מחשבים אחרים לצורך ניתוח נוסף.

יישומים

עם העלייה בשימוש בפריטים אלקטרוניים ורגישות מוגברת בעומסים המופעלים באמצעות חשמל, מדידת איכות הספק הפכה למשימה חשובה. חלק מהיישומים האחרים למנתח חשמל הם כדלקמן:

1. כדי לזהות את בעיות החשמל.
2. רשום את העלות הכוללת של צריכת האנרגיה החשמלית.
3. כדי להשיג מידע על משתנים חשמליים שונים בזמן אמת להשגת יעילות אנרגטית מקסימלית.
4. לשלוט ולהפחית את השימוש המיותר בכוח.
5. מדידות הספק מדויקות לניתוח כונן מנוע במהירות משתנה.
6. מדוד את היעילות ואיכות ההספק של דרייברים לד .
7. ניתוח כוח המתנה באמצעות התוכנה.

השירותים, תחנות המשנה, תעשיית החשמל מכילים שנאים שונים, גנרטורים ורשתות הפצה חשמליות. כדי לשמור על התפקוד האידיאלי של מערכות כאלה יש צורך בציוד ניטור ופתרון בעיות קבוע כגון מנתחי חשמל. כל שעליך לעשות הוא לחבר את הכלי, להציג את הסטטוס באופן מספרי או גרפי, לרשום את הנתונים ולשתף עם מערכות אחרות להמשך ניתוח.

בעיות חשמליות העומדות בפני היצרנים עשויות להוביל לפחות פרודוקטיביות וביצועי מכונה יחד עם עלויות חשמל מוגברות. במקרים כאלה, מנתח כוח טוב יכול לעזור ללכוד, לפרש ולאבחן את הבעיה בקלות. איזה סוג של מנתח כוח משמש במרכזיות משניות?