§ 6 Как устроен электрический индукционный счетчик (для электриков).
Использование материалов сайта разрешается при условии ссылки (для сайтов - гиперссылки)
WARNING!
Практическое
применение некоторых
материалов, помещенных на этом сайте, может быть незаконным.
Вся информация подобного рода предназначена исключительно для
ознакомительных целей; авторы и распространители не несут ответственности
за ее противоправное применение.
Материалы
взяты из книг, журналов, других источников, куплены в e-магазинах, получены по обмену. Предоставляются "AS IS" ("КАК
ЕСТЬ"); проверить работоспособность каждого не представляется
возможным.
Сайт www.shram.com.ua работает, скорее, как платная поисковая
система по интересным материалам.
В
продаже не имеется материалов, содержащих предупреждения о запрете его
распространения (платного или бесплатного). Если Вы заметили нарушение
авторского права (продажу материала, на свободное распространение и
продажу которого его автор не давал разрешения) - сообщайте, материал будет снят.
Остерегайтесь подделок и сайтов клонов перепродающих информацию!
Для истока приведу выдержку из стандартной заводской инструкции
по устройству индукционного счетчика. Сразу предупрежу, что ежели вы никак не учились
на электротехническом факультете университета, то последующий текст станет для Вас тяжеловат.
Даже мне, как будто человеку весьма тщательно изучавшему теоретические основы
электротехники, пришлось 3-4 раза перечитать сей фрагмент дабы осознать, что
автор имел вследствие. Вроде также написано по-русски, также с электротехнической точки
зрения вроде ошибок нет, но мудрено так, что просто сил нет. Писал глубоко
заумный профессор-теоретик либо кандидат. Не для людей. Поэтому
большинству никак не столь искушенному дозволено разом прочитать постскриптум, в котором мы
все это постарался изложить гражданским языком.
Для расчёта электрической энергии, потребляемой
за определённый период времени, необходимо интегрировать во поры мгновенные
значения активной мощности. Для синусоидального сигнала мощность равна
произведению напряжения на ток в сети в этот момент времени. На этом принципе
работает всякий счётчик электрической энергии. На рисунке ниже показана блок-схема
электромеханического счётчика.
Итак, выдержка из заводской инструкции:
Принцип действия индукционного счетчика
Счетчик электроэнергии является электроизмерительным прибором для
измерения числа электроэнергии.
Принцип действия индукционных приборов основан на механическом взаимодействии
переменных магнитных потоков с токами индуктированными в подвижной части
прибора. В счетчике один из потоков создается электромагнитом, обмотка которого
включена на напряжение сети (в которой измеряется электроэнергия). Этот поток
пересекает подвижный алюминиевый диск также индуктирует в нем вихревые токи,
замыкающиеся вокруг следа полюса электромагнита напряжения. Другой поток
создается электромагнитом, обмотка которого включена подряд в цепь
тока. Этот поток наводит в диске схоже вихревые токи, замыкающиеся вокруг следа
полюса своего электромагнита. Взаимодействие потока электромагнита напряжения с
наведенными токами в диске потоком токового электромагнита с наведенными токами
в том и диске потоком электромагнита напряжения, с иной стороны, вызывают
электромагнитные силы, направленные по хорде диска также создающие вращающий момент.
Такие счетчики называются двухпоточными.
Современные счетчики выполняются трехпоточными, в которых удвоенный вращающий
момент создается за счет того, что магнитный поток цепи тока дважды пересекает
алюминиевый диск.
Схематическое уклад однофазного
индукционного трехпоточного счетчика с тангенциальной магнитной системой
изображено на рис.1.
Магнитная система цепи напряжения
Su Ш-образной формы расположена по хорде диска (отсюда
название в отличие от дляальной системы, в какое время магнитная система цепи
напряжения U-образной формы расположена по дляусу
диска) также владеет ответвления Ш - шунтирующие магнитный поток также противополюс
Р,
магнитосвязанный с боковыми стержнями сердечника. Под магнитной системой цепи
напряжения расположена U- образная магнитная система
токовой цепи Si.
В зазоре промеж этими системами располагается алюминиевый подвижной диск
Д. На
среднем стержне Ш - образного сердечника расположена многовитковая катушка из
тонкого провода, включаемая на напряжение сети U. Ток
Iu, проходящий по этой обмотке, создает всеобщий
магнитный поток Фобщ цепи напряжения, небольшая доля которого
Фu,
называемая рабочим потоком, пересекает диск также чрез противополюс Р замыкается на
боковые стержни Ш-образного сердечника. Внушительная доля потока
Фобщ, никак не пересекая
диска, замыкается чрез магнитные шунты Ш, разветвляясь на две элементы
½ Фш. Этот
нерабочий поток Фш, как будто станет показано ниже, необходим для создания необходимого
сдвига промеж потоками Фu также Фi(внутреннего угла счетчика).
На нижней магнитной системе Si располагается
маловитковая катушка из толстого провода, включаемая подряд в цепь тока
нагрузки I. Магнитный поток
Фi
дважды пересекает алюминиевый диск также замыкается по магнитному шунту Ш верхнего сердечника также частично
через его боковые стержни. Незначительная нерабочая доля потока
Фi замыкается, никак не пересекая диск, через
противополюс Р. Эти
составляющие потока Фi на рисунке
не показаны. Упрощенная векторная диаграмма измерительного элемента счетчика
приведена на Рис.2 для всеобщего случая, в какое время ток нагрузки отстает от напряжения
U на угол
j.
Магнитный поток Фi,
проходя по магнитопроводу, создает в нем лишения на гистерезис также вихревые токи,
вследствие чего вектор потока Фi
отстает от создавшего его тока I на угол
α1. Обычно сей угол
невелик (около 10°) и
используется при регулировке счетчика по внутреннему углу.
Катушка напряжения владеет внушительную индуктивную составляющую, из-за чего ток
Iu отстает от приложенного к ней напряжения
U на угол 70°.
Поток Фобщ отстает от породившего его тока Iu на угол
α2
вследствие потерь на гистерезис также вихревые токи в сердечнике, причем
составляющая этого потока Фu, пересекающая диск,
отстает на больший угол из-за дополнительных потерь на вихревые токи в
алюминиевом диске. Угол сдвига фаз Y между потоками
Фi
и Фu для правильной работы счетчика вынужден равняться
90°, как будто это станет показано
ниже.
На Рис. 3 изображен алюминиевый диск со следами полюсов магнитного потока
Фu
и потоков +Фi также -Фi.
Крестиками обозначены для одного также того и момента поры потоки, направленные
от наблюдателя, точкой - к наблюдателю.
Рис. 3 Токи в диске счетчика.
Поток Фu наведет в диске з.д.с. вихревые токи, эквивалентные току
Iu`,замыкающемуся
в диске вокруг следа полюса, поток Фi, пересекая диск дважды, наведет
эквивалентные токи -Ii`, замыкающиеся вокруг следов
«своих»
полюсов.
Так как будто наведенные в диске э.д.с. отстают от своих магнитных потоков на 90°, то,
если полагать противодействие диска чисто активным, вызванные ими токи в диске
будут совпадать по фазе с э.д.с. а также, поэтому, отставать от породившего их
потока также на угол 90°. Направление наведенных токов определяется по положению
буравчика. Наведенные потоком Фiтоки, проходя в округа следа полюса Фu в одном
направлении, складываются. Наведенный ток Iu` пробивается в
области следов полюсов +Фi и
-Фi также схоже дважды взаимодействует с потоком
Фi, что
приводит к увеличению электромагнитной силы взаимодействия, также в этом
преимущество трехпоточных магнитных систем пред двухпоточными.
P.S. Итак, что и все
вышесказанное означает? Приведем цитату из иного родника, она точно будет
иллюстрировать главный заключение:
Индукционный
прибор
электроизмерительный, уклад для измерений электрических величин в цепях
переменного тока. В отличие от электроизмерительных приборов других систем, И.
п. дозволено применять в цепях переменного тока одной определённой частоты;
незначительные её изменения приводят к внушительным погрешностям показаний. В СССР
индукционные амперметры, вольтметры распространения никак не получили; ваттметры с
начала 50-х гг. 20 в. схоже никак не выпускаются. Современные И. п. изготовляют лишь только
как счётчики электрической энергии для однофазных также трёхфазных цепей переменного
тока промышленной частоты (50 гц). По принципу действия И. п. схож
асинхронному электродвигателю(выделено мной прим.
автора): ток нагрузки, проходя по рабочей цепи
прибора, создаёт бегущее либо вращающееся магнитное поле, которое индуктирует ток
в подвижной элементы также вызывает её вращение. По числу переменных магнитных
потоков, индуцирующих ток в подвижной элементы прибора, различают однопоточные и
многопоточные И. п.
Конструктивно И. п. состоит из магнитной
системы, подвижной элементы также неизменного магнита. Магнитная система содержит 2
электромагнита с сердечниками сложной формы, на которых размещают обмотки с
параллельным также последовательным включением в цепь нагрузки; подвижная доля —
тонкий алюминиевый либо латунный диск, помещаемый в поле магнитной системы;
постоянный магнит создаёт тормозной момент (см. Счётчик
электрический). И. п. нечувствительны к действию внешних
магнитных полей также обладают значительной перегрузочной способностью.
Лит.: Алукер Ш. М.,
Электроизмерительные приборы, 2 изд., М., 1966; Попов В. С., Электротехнические
измерения также приборы, 7 изд., М.—Л., 1963.
1. То кушать по своей сути индукционный счетчик -
это пошлый асинхронный двигатель также как будто каждый двигатель он может крутиться
как в одну сторону, так также в другую. Для этого достаточно изменить курс
тока в всякий из его обмоток.
2.И еще хотелось бы акцентировать момент на одной
фразе из заводской инструкции "Угол сдвига фаз Y между потоками
Фi
и Фu для правильной работы счетчика вынужден равняться
90°, " Это означает, что для того, дабы счетчик учитывал только активную энергию,
магнитные потоки, создаваемые катушкой напряжения также катушкой тока должны существовать
сдвинуты по фазе на 90 градусов. Для этого в счетчиках применяют специальные
шунты, которые регулируют сей угол. О них станет рассказано позже. Если шунты
настроены неправильно, то счетчик станет помимо активной учитывать также реактивную
энергию, либо просто неточно учитывать энергию.