फेज मीटर - उद्देश, प्रकार, डिव्हाइस आणि कृतीचे तत्त्व

इलेक्ट्रिकल मापन यंत्रास फेज मीटर म्हणतात, ज्याचे कार्य स्थिर वारंवारतेच्या दोन विद्युत दोलनांमधील फेज कोन मोजणे आहे. उदाहरणार्थ, फॅसर मीटर वापरुन, आपण तीन-फेज व्होल्टेज नेटवर्कमध्ये फेज कोन मोजू शकता. फेज मीटरचा वापर बहुतेक वेळा कोणत्याही इलेक्ट्रिकल इन्स्टॉलेशनचा पॉवर फॅक्टर, कोसाइन फी, निर्धारित करण्यासाठी केला जातो. अशा प्रकारे, विविध इलेक्ट्रिकल आणि इलेक्ट्रॉनिक उपकरणे आणि उपकरणांच्या विकास, चालू आणि ऑपरेशनमध्ये फेज मीटरचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो.

जेव्हा फॅसर मोजलेल्या सर्किटशी जोडलेले असते, तेव्हा डिव्हाइस व्होल्टेज सर्किट आणि वर्तमान मापन सर्किटशी जोडलेले असते. थ्री-फेज सप्लाय नेटवर्कसाठी, फॅसर व्होल्टेजद्वारे तीन फेजमध्ये आणि वर्तमान ट्रान्सफॉर्मरच्या दुय्यम विंडिंगशी देखील तीन टप्प्यांमध्ये जोडलेले असते.

फेज मीटरच्या डिव्हाइसवर अवलंबून, त्याच्या कनेक्शनची एक सरलीकृत योजना देखील शक्य आहे, जेव्हा ते व्होल्टेजद्वारे तीन टप्प्यांशी आणि वर्तमानद्वारे - फक्त दोन टप्प्यांशी जोडलेले असते.त्यानंतर फक्त दोन प्रवाहांचे (दोन मोजलेले टप्पे) वेक्टर जोडून तिसरा टप्पा मोजला जातो. फेज मीटरचा उद्देश - कोसाइन फि मापन (पॉवर फॅक्टर), म्हणून सामान्य भाषेत त्यांना "कोसाइन मीटर" देखील म्हणतात.

आज आपण दोन प्रकारचे फेज मीटर शोधू शकता: इलेक्ट्रोडायनामिक आणि डिजिटल. इलेक्ट्रोडायनामिक किंवा इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फेज मीटर फेज शिफ्ट मोजण्यासाठी आनुपातिक यंत्रणेसह साध्या योजनेवर आधारित आहेत. दोन फ्रेम्स एकमेकांशी कठोरपणे जोडलेले आहेत, ज्यामधील कोन 60 अंश आहे, ते सपोर्ट्समधील अक्षांवर निश्चित केले आहे आणि कोणतेही विरोधी यांत्रिक क्षण नाहीत.

काही विशिष्ट परिस्थितींमध्ये, जे या दोन फ्रेम्सच्या सर्किट्समधील प्रवाहांचे फेज शिफ्ट बदलून सेट केले जातात, तसेच या फ्रेम्सचा एकमेकांशी जोडण्याचा कोन बदलून, मापन यंत्राचा जंगम भाग समान कोनाने फिरविला जातो. फेज कोनापर्यंत. डिव्हाइसचे रेखीय स्केल आपल्याला मापन परिणाम रेकॉर्ड करण्यास अनुमती देते.

इलेक्ट्रोडायनामिक फेज मीटरच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत पाहू. यात विद्युत् I ची एक स्थिर कॉइल आणि दोन हलणारी कॉइल आहे. I1 आणि I2 प्रवाह प्रत्येक फिरत्या कॉइलमधून वाहतात. वाहणारे प्रवाह स्थिर कॉइल आणि फिरत्या कॉइलमध्ये चुंबकीय प्रवाह तयार करतात. त्यानुसार, कॉइलचे परस्पर चुंबकीय प्रवाह दोन टॉर्क M1 आणि M2 निर्माण करतात.

या क्षणांची मूल्ये दोन कॉइलच्या सापेक्ष स्थितीवर, मापन यंत्राच्या फिरत्या भागाच्या फिरण्याच्या कोनावर अवलंबून असतात आणि हे क्षण विरुद्ध दिशेने निर्देशित केले जातात.क्षणांची सरासरी मूल्ये मुव्हिंग कॉइल (I1 आणि I2) मध्ये वाहणार्‍या प्रवाहांवर, स्थिर कॉइल (I) मध्ये वाहणार्‍या विद्युत् प्रवाहावर, मुव्हिंग कॉइलच्या प्रवाहांच्या फेज शिफ्ट कोनांवर अवलंबून असतात. स्थिर कॉइलमध्ये (ψ1 आणि ψ2 ) आणि डिझाइन पॅरामीटर्सच्या विंडिंग्सवर विद्युत् प्रवाह.

परिणामी, रोटेशनच्या परिणामी क्षणांच्या समानतेमुळे समतोल होईपर्यंत डिव्हाइसचा जंगम भाग या क्षणांच्या क्रियेखाली फिरतो. फेज मीटर स्केल पॉवर फॅक्टरच्या दृष्टीने कॅलिब्रेट केले जाऊ शकते.

इलेक्ट्रोडायनामिक फेज मीटरचे तोटे म्हणजे फ्रिक्वेंसीवरील रीडिंगचे अवलंबित्व आणि अभ्यास केलेल्या स्त्रोतापासून उर्जेचा महत्त्वपूर्ण वापर.

डिजिटल फेज मीटर विविध प्रकारे लागू केले जाऊ शकतात. उदाहरणार्थ, भरपाई फेज मीटरला मॅन्युअल मोडमध्ये चालवले जात असले तरीही त्याची अचूकता जास्त असते. तथापि, ते कसे कार्य करते याचा विचार करा. दोन साइनसॉइडल व्होल्टेज U1 आणि U2 आहेत, ज्यामधील फेज शिफ्ट तुम्हाला माहित असणे आवश्यक आहे.

व्होल्टेज U2 फेज शिफ्टर (पीव्ही) ला पुरवले जाते, जे कंट्रोल युनिट (UU) च्या कोडद्वारे नियंत्रित केले जाते. U3 आणि U2 मधील फेज शिफ्ट जोपर्यंत U1 आणि U3 टप्प्यात आहेत अशा स्थितीत पोहोचेपर्यंत हळूहळू बदलले जाते. U1 आणि U3 मधील फेज शिफ्टचे चिन्ह समायोजित करून, फेज सेन्सिटिव्ह डिटेक्टर (PSD) निर्धारित केला जातो.

फेज सेन्सिटिव्ह डिटेक्टरचे आउटपुट सिग्नल कंट्रोल युनिट (CU) ला दिले जाते. नाडी कोड पद्धत वापरून संतुलन अल्गोरिदम लागू केले जाते. संतुलन प्रक्रिया पूर्ण झाल्यानंतर, फेज शिफ्ट फॅक्टर (PV) कोड U1 आणि U2 मधील फेज शिफ्ट व्यक्त करेल.

बहुतेक आधुनिक डिजिटल फेज मीटर स्वतंत्र मोजणीचे तत्त्व वापरतात.ही पद्धत दोन टप्प्यांत कार्य करते: फेज शिफ्टला ठराविक कालावधीच्या सिग्नलमध्ये रूपांतरित करणे आणि नंतर वेगळ्या क्रमांकाचा वापर करून या नाडीचा कालावधी मोजणे. डिव्हाइसमध्ये फेज-टू-पल्स कन्व्हर्टर, एक टाइम सिलेक्टर (VS), एक अलग आकार देणारी नाडी (f/fn), एक काउंटर (MF) आणि DSP समाविष्ट आहे.

फेज-टू-पल्स कन्व्हर्टर U1 आणि U2 पासून फेज शिफ्ट Δφ सह तयार होतो. आयताकृती डाळी अनुक्रम म्हणून U3. या डाळी U3 मध्ये इनपुट सिग्नल U1 आणि U2 च्या वारंवारता आणि वेळेच्या ऑफसेटशी संबंधित पुनरावृत्ती दर आणि कर्तव्य चक्र असते. कडधान्ये U4 आणि U3 कालावधी T0 च्या वेगळ्या अर्थाच्या डाळी तयार करतात जी वेळ निवडकर्त्यावर लागू केली जातात. यामधून वेळ निवडकर्ता U3 नाडीच्या कालावधीसाठी उघडतो आणि U4 नाडीद्वारे चक्र करतो. टाइम सिलेक्टरच्या आउटपुटच्या परिणामी, डाळी U5 चे स्फोट प्राप्त होतात, ज्याचा पुनरावृत्ती कालावधी टी आहे.

काउंटर (MF) सीरियल पॅकेट U5 मधील डाळींची संख्या मोजते, परिणामी काउंटरवर (MF) प्राप्त झालेल्या डाळींची संख्या U1 आणि U2 मधील फेज शिफ्टच्या प्रमाणात असते. काउंटरवरील कोड केंद्रीय नियंत्रण केंद्राकडे पाठविला जातो आणि डिव्हाइसचे वाचन दहाव्या अचूकतेसह अंशांमध्ये प्रदर्शित केले जाते, जे डिव्हाइसच्या विवेकबुद्धीच्या डिग्रीद्वारे प्राप्त केले जाते. स्वतंत्रता त्रुटी एका नाडी गणना कालावधीच्या अचूकतेसह Δt मोजण्याच्या क्षमतेशी संबंधित आहे.

डिजिटल कोसाइन फाई ऍव्हरेजिंग इलेक्ट्रॉनिक फेज मीटर चाचणी सिग्नलच्या अनेक कालावधी T च्या सरासरीने त्रुटी कमी करू शकतात.डिजीटल सरासरी फेज मीटरची रचना वेगळ्या सर्किट मोजणीपेक्षा आणखी एक वेळ निवडक (BC2), तसेच पल्स जनरेटर (GP) आणि एक स्वतंत्र पल्स जनरेटर (PI) यांच्या उपस्थितीने भिन्न असते.

येथे, फेज-शिफ्ट कन्व्हर्टर U5 मध्ये पल्स जनरेटर (PI) आणि टाइम सिलेक्टर (BC1) समाविष्ट आहे. Tk च्या कॅलिब्रेटेड कालावधीसाठी, T पेक्षा खूप मोठी, डिव्हाइसला अनेक पॅकेट दिले जातात, ज्याच्या आउटपुटवर अनेक पॅकेट तयार होतात, परिणामांची सरासरी काढण्यासाठी हे आवश्यक आहे.

U6 कडधान्यांचा कालावधी T0 चा गुणाकार असतो, कारण पल्स शेपर (PI) दिलेल्या घटकाद्वारे वारंवारता विभाजित करण्याच्या तत्त्वावर कार्य करते. सिग्नल U6 पल्स वेळ निवडक उघडतात (BC2). परिणामी, अनेक पॅकेट्स त्याच्या इनपुटवर येतात. U7 सिग्नल काउंटर (MF) ला दिले जाते जे केंद्रीय नियंत्रण केंद्राशी जोडलेले आहे. डिव्हाइसचे रिझोल्यूशन U6 च्या सेटद्वारे निर्धारित केले जाते.

फेज मीटरची त्रुटी देखील शून्याद्वारे सिग्नल U2 आणि U1 च्या संक्रमणाच्या क्षणांच्या कालावधी दरम्यान कनवर्टरद्वारे फेज शिफ्ट निश्चित करण्याच्या खराब अचूकतेमुळे प्रभावित होते. परंतु Tk कालावधीच्या गणनेच्या निकालाची सरासरी काढताना या अयोग्यता कमी केल्या जातात, जो अभ्यास केलेल्या इनपुट सिग्नलच्या कालावधीपेक्षा खूप मोठा आहे.

आम्हाला आशा आहे की या लेखाने तुम्हाला फेज मीटर कसे कार्य करतात याबद्दल सामान्य समज मिळविण्यात मदत केली आहे. आपण नेहमी विशेष साहित्यात अधिक तपशीलवार माहिती शोधू शकता, ज्यापैकी, सुदैवाने, आज इंटरनेटवर बरेच काही आहे.