Fázoměry (2002)
Fázoměry jsou měřicí přístroje, které slouží k přímému měření účiníku. Jsou to nejčastěji poměrové elektrodynamické přístroje, jejichž výchylka je úměrná fázovému posunu mezi proudem a napětím. Vyrábějí se jak v jednofázovém, tak v trojfázovém provedení.
Schéma jednofázového poměrového elektrodynamického fázoměru.
Proudová cívka, která je rozdělena na dvě stejné části vytváří homogenní magnetické pole, ve kterém jsou umístěny dvě zkřížené otočné cívky vzájemně natočené o 90°. Do série s jednou z otočných cívek je zapojena cívka s velkou indukčností a malým odporem, znamená to, že proud touto cívkou je posunut o 90° oproti proudu druhou otočnou cívkou, v níž je zapojen pouze rezistor. Protože obě cívky jsou mechanicky pootočeny a protékají jimi časově posunuté proudy, vytvoří točivé magnetické pole. Toto magnetické pole natočí otočné cívky do takové polohy, kdy se maxima obou magnetických polí (točivého pole otočných cívek a pole pevné cívky) shodují. Výchylka ručky je potom přímo úměrná fázovému posunu φ mezi proudem a napětím.
Fázoměry ukazují správnou výchylku pouze při sinusových průbězích proudu a napětí. Fázoměr popsaného provedení lze navíc použít pouze pro měření účiníku při kmitočtu 50Hz. Kmitočtovou závislost ústrojí lze zmenšit rozdělením jedné otočné cívky na dvě poloviny a připojením kondenzátoru, jak je naznačeno na obrázku.
Trojfázový elektrodynamický fázoměr bývá obvykle zapojen podle obrázku níže. Pevnou cívkou protéká proud jedné fáze, otočné cívky jsou připojeny na sdružené napětí mezi první a ostatními fázemi, čímž se bez dalších dodatečných zařízení vytvoří točivé magnetické pole.
Trojfázový elektrodynamický fázoměr.
Je-li φ=0 (cosφ=1), ustálí se otočná část ve střední poloze, při kapacitním či induktivním účiníku se ručka vychýlí na jednu či druhou stranu.
Trojfázový fázoměr ukazuje správně pouze tehdy, je-li zátěž souměrná. Není-li zátěž souměrná, měří fázoměr účiník té fáze, v níž je zapojena pevná cívka.
Fázoměry mají poměrně velkou vlastní spotřebu, jejich přesnost bývá max. 1,5%.
Stupnice je kalibrována přímo v hodnotách cosφ, nemá však rovnoměrné dělení.
První stupnice univerzálního fázoměru, na obrázku pod ním je
stupnice fázoměru určeného pro měření účiníku induktivní zátěže.
Třetí stupnice je určena pro čtyřkvadrantový fázoměr, který se používá pro měření účiníku při dodávce energie v obou směrech. Používá se např. v přečerpávacích elektrárnách, jejichž stroje mohou pracovat jak v motorickém tak i v generátorickém režimu.
Pevná, proudová cívka fázoměru může být napájena i přes měřicí transformátor proudu, proto se fázoměry pro měření účiníku v energetice často vyrábějí i v klešťovém provedení.