Счетчики электрической энергии постоянного и переменного тока

Измерение количества электрической энергии.

Измерять количество энергии возможно двумя путями: косвенным и прямым. Косвенные методы дают оценку количества энергии и на сегодняшний день не могут служить основанием для экономических требований. Приборы для учета количества электричества – счетчики электрической энергии – на сегодня делятся на две группы: индукционного типа и электронные.

Индукционные счетчики – традиционно распространенные; для бытовых целей – однофазные; в промышленности – трехфазные – являются наиболее надежными. Срок их службы – до нескольких десятков лет. Но индукционные счетчики требуют периодической поверки.

Помимо трехфазных счетчиков активной энергии, имеются счетчики реактивной энергии, которые также используют в промышленности.

Электронные счетчики на сегодня приоритетнее в применении. Они позволяют гибко учитывать различные тарифы, имеют выше класс точности и возможность для автоматизированного учета количества электричества.

В основе работы любого индукционного счетчика лежит преобразование рабочего тока в момент вращения диска, который затем преобразуется в число оборотов диска счетчика.

По конструкции однофазный индукционный счетчик (рис. 9) напоминает электрическую машину (электродвигатель), в которой роль ротора выполняет алюминиевый диск, а роль статора – корпус (магнитопровод). Ось счетчика соединена с отсчетным устройством.

Чтобы обеспечить стационарный режим вращения диска, необходимо соблюдение баланса моментов:

где – рабочий момент вращения диска;

– момент, создаваемый постоянным магнитом;

– момент силы трения;

– момент, создаваемый короткозамкнутыми кольцами;

– момент, создаваемый дополнительной (регулировочной) обмоткой.

Величина магнитной индукции В в магнитопроводе зависит от его конструкции и материала магнитопровода. Поскольку магнитная проницаемость может отличаться в разных партиях материала, вводится магнитный зазор, ослабляющий магнитный поток. В этот зазор вставляются магнитные замыкатели – шпильки, перемещение которых позволяет изменять величину магнитного потока в магнитопроводе.

Поскольку обмотка напряжения подключена параллельно генератору, через неё течет небольшой ток; формируется магнитный поток, заставляющий вращаться диск, что приводит к самоходу – вращению диска без нагрузки. Для торможения диска при малых магнитных потоках на оси выполняют небольшую металлическую пластину (флажок), которая вращается вместе с осью. Над поверхностью диска размещают постоянный магнит, магнитное поле которого распространяется и тормозит диск. Когда флажок занимает положение ближе к магниту, возникает тормозящее усилие, и диск может остановиться. Ранее на диске размещали пластину противополюса, которая выполняла ту же роль, что и флажок на оси. Скорость вращения диска (величину рабочего момента вращения) регулируют специальной цепью: на магнитопровод токовой катушки наматывают несколько витков провода, нагруженные на реостат. При прохождении рабочего тока по цепи во вторичной обмотке наводится ЭДС, которая формирует свой магнитный поток, силовые линии которого направлены встречно основному потоку. Изменяя регулировочным резистором ток во вторичной цепи, меняем противодействующий момент, тем самым изменяя скорость вращения диска.

Постоянный магнит вытесняет своим магнитным полем наведенные токи из диска в ближайшей области, тем самым уменьшая рабочий момент вращения. Изменяя магнитный зазор между диском и постоянным магнитом, можно изменять влияние магнита (скорость вращения диска).

Для грубой регулировки скорости вращения на токовой обмотке размещают несколько (обычно 4–5) короткозамкнутых колец из алюминия. При регулировке скорости вращения в сторону увеличения перекусывают последовательно одно за другим кольца, тем самым уменьшают влияние токов в кольцах на момент вращения.

Дата добавления: 2014-01-07