การพัฒนาเครื่องทดสอบมิเตอร์วัดพลังงานไฟฟ้าแบบพกพา โดยใช้การมอดูเลตความกว้างพัลส์

Abstract

นำเสนอการออกแบบเครื่องทดสอบมิเตอร์วัดพลังงานไฟฟ้าชนิดเฟสเดียว โดยใช้หลักการมอดูเลตความกว้างพัลส์ มีการออกแบบแหล่งกำเนิดสัญญาณแรงดัน และกระแสรูปไซน์ที่ใช้ทดสอบมิเตอร์วัดพลังงานไฟฟ้าให้มีความเพี้ยนเชิงฮาร์มอนิกต่ำ สามารถปรับขนาด เฟส และความถี่ของสัญญาณที่สร้างได้ โดยอ้างอิงตามมาตรฐาน IEC 687 วงจรที่ออกแบบจะสร้างสัญญาณแรงดันและกระแสแยกกัน ภายในประกอบไปด้วยวงจรสวิตช์ที่ใช้หลักการมอดูเลตความกว้างพัลส์เป็นหลัก โดยแหล่งกำเนิดสัญญาณแรงดันรูปไซน์ประกอบไปด้วย วงจรสวิตชิ่งของมอสเฟตแบบบริดจ์ทำงานที่ความถี่ประมาณ 10 kHz สร้างสัญญาณพัลส์บวก-ลบที่มีค่ายอด 12 V สัญญาณพัลส์จะถูกขยายเป็นสัญญาณพัลส์ที่มีค่ายอด 600 V โดยหม้อแปลงความถี่สูง จากนั้นจึงถูกจัดเรียงสัญญาณเป็นพัลส์ด้านบวกโดยไดโอดกำลัง ที่มีการต่อแบบบริดจ์เพื่อเข้าสู่วงจรสวิตชิ่งของมอสเฟตแบบบริดจ์ด้านแรงดันสูง ที่ทำงานที่ความถี่ระหว่าง 45-55 Hz และกรองสัญญาณที่ได้ให้เป็นสัญญาณแรงดันรูปไซน์ ที่มีค่าตามมาตรฐานด้วยวงจรกรองความถี่ต่ำต่อไป ส่วนแหล่งกำเนิดสัญญาณกระแสรูปไซน์ประกอบไปด้วยวงจรสวิตชิ่งของมอสเฟตแบบบริดจ์ ที่ทำหน้าที่สร้างสัญญาณมอดูเลตความกว้างพัลส์ที่ความถี่สวิตช์ประมาณ 20 kHz มีค่ายอดของสัญญาณ 5 V จากนั้นจึงใช้วงจรกรองความถี่ต่ำกรองสัญญาณออกมาเป็นสัญญาณกระแสที่มีค่าตามมาตรฐาน โดยวงจรที่ออกแบบสามารถสร้างสัญญาณแรงดันรูปไซน์ได้ในช่วง 100-260 V[subscript rms] สร้างสัญญาณกระแสได้ในช่วง 0.01-40 A[subscript rms] มีความผิดพลาดไม่เกิน 0.5% ของค่าเต็มพิกัด ความเพี้ยนเชิงฮาร์มอนิกรวมของสัญญาณไม่เกิน 2% ความถี่ของสัญญาณอยู่ในช่วง 45-55 Hz ความผิดพลาดไม่เกิน 0.1% ของค่าที่ตั้ง สร้างความต่างเฟสระหว่างสัญญาณแรงดันและสัญญาณกระแสได้ในช่วง 0-360 องศา ผิดพลาดไม่เกิน ± 0.5 องศา