Индукционные приборы

работа индукционных приборов основана на взаимодействии магнитных полей, наведённых токами в диске подвижной части измерительного механизма. Индукционные механизмы нашли применение в счётчиках электрической энергии для цепей переменного тока промышленной частоты.

Измерительный механизм имеет два независимых магнитопровода 2 и 5, разнесённых на угол . Обмотка 1 одного из магнитпроводов является обмоткой напряжения, имеет большое число витков и значительную индуктивность, поэтому ток в обмотке отстаёт от напряжения на угол, близкий к 90°.

Рисунок 40. -???

Обмотка 6 является токовой, имеет небольшое число витков сравнительно большего диаметра. Токи силой и порождают магнитные потоки и , которые, пересекая алюминиевый диск 3, расположенный на оси 4, индуцируют в нём ЭДС. Диск охвачен полюсными наконечниками магнита 7, выполняющего роль магнитоиндукционного успокоителя. Под действием индуцируемых в диске ЭДС появляются вихревые токи силой и , при взаимодействии которых с магнитными потоками и возникает вращающий момент . Поворот диска (число оборотов диска) фиксируется отсчётным устройством 8.

Потоки и , сдвинутые по фазе на угол , индуцируют в диске ЭДС и , отстающие от своих потоков на углы и , если диск кроме активного сопротивления обладает некоторой индуктивностью.

Рисунок 41. -???

Ток силой , взаимодействуя с магнитным потоком создаёт вращающий момент

, (16)

а ток силой с магнитным потоком создаёт вращающий момент

. (17)

При выводе (16) и (17) принято, что индуктивное сопротивление диска мало по сравнению с его активным сопротивлением, т.е. ; ; - чувствительность (далее символами обозначены различные чувствительности).

Различие знаков у моментов и указывает на то, что контур, по которому протекает ток силой втягивается в магнитное поле потока , а другой контур выталкивается из соответствующего поля.

Т.к. в данном случае опережающий по фазе магнитный поток расположен слева от потока , поэтому моменты и будут направлены слева направо, т.е. диск будет перемещаться против часовой стрелки.

Результирующий момент, действующий на диск

. (18)

При однородном строении диска и синусоидальном характере изменения магнитных дисков

, (19)

где - удельная проводимость материала диска; - толщина диска; - частота изменения магнитных потоков.

Решая совместно уравнения (18) и (19) получим

, (20)

где .

При движении диска возникает тормозной момент , создаваемый магнитом 7

,

где ; - магнитный поток магнита 7; - ЭДС, наводимая в диске; - угловая скорость диска.

Окончательно

.

При неизменных значениях сил тока и , а следовательно и и устанавливается постоянная скорость вращения диска, когда

,

откуда следует

, (21)

где .

Как следует из (21), угловая скорость диска изменяется пропорционально магнитным потокам и , а следовательно и силам токов и , протекающим по обмоткам 1 и 6.

Интегрируя на промежутке времени , имеем

. (22)

Рассмотрим схему подключения однофазного счётчика к нагрузке.

Рисунок 42. -????

В связи с наличием больших воздушных зазоров на пути потоков и можно считать, что

, ,

где - напряжение на обмотке; - полное сопротивление обмотки 2.

Подставив значения этих потоков в выражение (20)

. (23)

Из (23) следует, что вращающий момент пропорционален активной мощности

, (24)

если выполняется условие .

Этого добиваются специальной конструкцией электромагнитов счётчика и тогда выражение (23) принимает вид

, (25)

т.е. вращающий момент счётчика пропорционален мощности нагрузки.

Решая совместно уравнения (22), (24) и (25), найдём

.

Интегрируя это выражение в интервале времени и , получим

,

где - измеряемая энергия, кВт×ч; - постоянная счётчика; - число оборотов диска за интегрируемый интервал времени.

Наибольшее распространение получили счетчики, класс точности, которых 1,0; 2,5, сила тока до 100 А, напряжение 220 и 380 В.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: