Energetický měřič s zařízeními pro nastavení časového posunu

Definice měřiče energie

Měřič energie je zařízení, které měří spotřebu elektrické energie.

Nastavení zpoždění v měřiči energie

U indukčních měřičů energie by se rychlost otáčení měla shodovat s výkonem udržením fázového úhlu mezi napájecím napětím a tokem cívky tlaku na 90 stupňů. Ve skutečnosti je tento úhel mírně menší než 90 stupňů. Zařízení pro nastavení zpoždění pomáhají k opravě tohoto fázového úhlu. Uvažme následující obrázek:

Na obrázku je představena další cívka, tzv. cívka zpoždění, umístěná na středním rameni s počtem závitů N. Když je napájecí napětí podáno do cívky tlaku, vytváří se tok F, který se rozděluje na Fp a Fg. Tok Fp prořezává pohyblivou desku a propojuje se s cívkou zpoždění, což vyvolá emf El, která zpožděna o 90 stupňů vzhledem k Fp. 

Proud Il také zpožděný o 90 stupňů vzhledem k Fl, a cívka zpoždění vytváří tok Fl. Výsledný tok prořezávající desku kombinuje Fl a Fp, což je v souladu s výsledným magnetickým magnetickým momentem (mmf) cívky zpoždění nebo stínící cívky. Mmf stínící cívky lze nastavit dvěma způsoby:

• Úpravou elektrického odporu.

• Úpravou stínících pásem.

Diskutujme tyto body podrobněji:

Úprava odporu cívky:

Pokud je elektrický odpor cívky vysoký, bude proud nízký, což sníží mmf cívky a úhel zpoždění. Snížením odporu použitím tučnějšího drátu v cívkách lze upravit úhel zpoždění. Úprava elektrického odporu nepřímo mění úhel zpoždění.

Úpravou stínících pásem nahoru a dolů na středním rameni můžeme upravit úhel zpoždění, protože když posuneme stínící pásky nahoru, objeví více toku, což zvyšuje vyvolanou emf a tedy i mmf s rostoucí hodnotou úhlu zpoždění. 

Když posuneme stínící pásky dolů, objeví méně toku, což snižuje vyvolanou emf a tedy i mmf s klesající hodnotou úhlu zpoždění. Tedy úpravou polohy stínících pásek můžeme upravit úhel zpoždění.

Kompensace tření

Pro kompenzaci tření se aplikuje malá síla ve směru otáčení desky, která by měla být nezávislá na zatížení pro přesné čtení při lehkých zatíženích. Přetěžování může způsobit plížení, definované jako kontinuální otáčení desky zapojením cívky tlaku bez proudu v cívkě proudu. 

Pro prevenci plížení jsou v desce vyvrtány dva otvory proti sobě, což zkresluje cestu vířivých proudů. To posouvá střed cesty vířivých proudů z C na C1, což vytváří magnetický pól v C1. Deska bude plížit, dokud otvor nedosáhne okraje pólu, kde je otáčení zastaveno opačným točivým momentem.

Kompensace přetěžování

Pod zatížením se deska neustále pohybuje, což vyvolá dynamicky indukovanou emf kvůli otáčení. Tato emf generuje vířivé proudy, které interagují s sériovým magnetickým polem a vytvářejí brzdící točivý moment. Tento brzdící točivý moment, úměrný druhé mocnině proudu, roste a protiúčinkuje otáčení desky.

 Pro zabránění tomuto samočinnému brzdícímu momentu se rychlost plného zatížení desky udržuje nízká. Chyby jednofázových měřičů energie jsou způsobeny jak systémem pohonu, tak brzdění a mohou být odděleny následovně:

Chyba způsobená pohonným systémem

• Chyba způsobená nesymetrickým magnetickým obvodem:Pokud není magnetický obvod symetrický, vzniká točivý moment, který způsobuje plížení měřiče.

• Chyba způsobená nesprávným fázovým úhlem:Pokud není správný fázový rozdíl mezi různými fázorovými veličinami, vede to k nesprávné rotaci desky. Nesprávný fázový úhel je způsoben nesprávným nastavením zpoždění, změnou odporu s teplotou nebo může být způsoben neobvyklou frekvencí napájecího napětí.

• Chyba způsobená nesprávnou magnitudou toků:Existuje několik důvodů pro nesprávnou magnitudu toků, z nichž hlavními jsou neobvyklé hodnoty proudu a napětí.