Енергиен метър с устройства за корекция на фазовото закъснение

Дефиниция на енергийния брояч

Енергийният брояч е устройство, което измерва потребителската електрическа енергия.

Корекция на забавянето в енергийния брояч

В индукционните енергийни броячи скоростта на въртене трябва да съответства на мощността, като фазовият ъгъл между напрежението и магнитната индукция на обмотката за напрежение се поддържа на 90 градуса. В действителност този ъгъл е леко по-малък от 90 градуса. Устройствата за корекция на забавянето помагат да се коригира този фазов ъгъл. Нека разгледаме фигурата до текста:

В фигурата е въведена друга обмотка, наречена обмотка за забавяне, на централната част с брой витки N. Когато напрежението е приложено към обмотката за напрежение, то произвежда магнитен поток F, който се разделя на Fp и Fg. Магнитният поток Fp пресича движещия се диск и се свързва с обмотката за забавяне, индуцирайки ЕМФ El, който забавя Fp с 90 градуса. 

Токът Il също забавя Fl с 90 градуса, а обмотката за забавяне произвежда магнитен поток Fl. Резултантният магнитен поток, пресичащ диска, комбинира Fl и Fp, съвпадайки с резултантния MMF на обмотката за забавяне или затъмняване. MMF на обмотката за затъмняване може да бъде коригиран по два начина:

• Чрез коригиране на електрическото съпротивление.

• Чрез коригиране на полосите за затъмняване.

Нека разгледаме тези точки по-подробно:

Коригиране на съпротивлението на обмотката:

Ако електрическото съпротивление на обмотката е високо, токът ще бъде нисък, намалявайки MMF на обмотката и ъгъла на забавяне. Съпротивлението може да бъде намалено чрез използване на по-дебели жици в обмотките, което коригира ъгъла на забавяне. Коригирането на електрическото съпротивление косвено променя ъгъла на забавяне.

Чрез коригиране на положението на полосите за затъмняване нагоре и надолу по централната част можем да коригираме ъгъла на забавяне, тъй като при преместването на полосите нагоре те обхващат повече магнитен поток, увеличавайки индуцираната ЕМФ и следователно MMF, което води до увеличаване на стойността на ъгъла на забавяне. 

При преместването на полосите за затъмняване надолу те обхващат по-малко магнитен поток, намалявайки индуцираната ЕМФ и следователно MMF, което води до намаляване на стойността на ъгъла на забавяне. Така чрез коригиране на положението на полосите за затъмняване можем да коригираме ъгъла на забавяне.

Компенсация на триенето

За компенсация на триенето се прилага малка сила в посока на въртене на диска, която трябва да е независима от товара, за да се осигуряват точни показания при леки товари. Превишена компенсация може да доведе до кръпене, дефинирано като непрекъснато въртене на диска при зареждане на обмотката за напрежение, без ток в обмотката за ток. 

За предотвратяване на кръпенето се пробиват две дупки една срещу друга на диска, което искажава пътя на вихревите токове. Това премества центъра на пътя на вихревите токове от C към C1, създавайки магнитен полюс в C1. Дискът ще кръпи, докато дупката достигне до края на полюса, където въртенето се спира от противодействащия момент.

Компенсация при прекомерен товар

Под условия на товар, диска непрекъснато се движи, индуцирайки динамично индуцирана ЕМФ поради въртенето. Тази ЕМФ генерира вихреви токове, които взаимодействат с сериен магнитен поле, създавайки спиращ момент. Този спиращ момент, пропорционален на квадрата на тока, се увеличава и противодейства на въртенето на диска.

 За да се избегне този самоспиращ момент, скоростта на диска при пълен товар се държи ниска. Грешките в единофазните енергийни броячи са причинени както от системата за управление, така и от спиращата система и могат да бъдат разделени по следния начин:

Грешка, причинена от системата за управление

• Грешка поради несиметричен магнитен път:Ако магнитният път не е симетричен, това произвежда управляващ момент, който води до кръпене на брояча.

• Грешка поради неправилен фазов ъгъл:Ако няма правилна фазова разлика между различните фазови вектори, това води до неправилно въртене на диска. Неправилният фазов ъгъл е резултат от неправилна корекция на забавянето, вариация на съпротивлението с температурата или аномална честота на напрежението.

• Грешка поради неправилна величина на магнитните потоци:Има няколко причини за неправилна величина на магнитните потоци, от които основните са аномални стойности на тока и напрежението.