Energi måler med faseforskydningstilpassingsenheder

Definition af energimåler

En energimåler er en enhed, der måler elektrisk energiforbrug.

Faseforskydning i energimåler

I induktionsbaserede energimålere skal rotationshastigheden matche effekten ved at holde fasevinklen mellem spændingsforløbet og trykspoleflukten på 90 grader. I virkeligheden er denne vinkel let mindre end 90 grader. Faseforskydningsjusteringsenheder hjælper med at korrigere denne fasevinkel. Lad os betragte figuren til højre:

I figuren introduceres en anden spole kaldet faseforskydnings-spole på det centrale lem med antallet af vindinger N. Når spændingsforløbet gives til trykspolen, producerer den flukten F, som opdeles i Fp og Fg. Fp-flukten skærer den bevægelige disk og forbinder med faseforskydnings-spolen, hvilket inducerer et emf El, der forskydes 90 grader i forhold til Fp. 

Strømmen Il forskydes også 90 grader i forhold til Fl, og faseforskydnings-spolen producerer flukten Fl. Den resulterende flukt, der skærer disken, kombinerer Fl og Fp, og justerer sig i overensstemmelse med den resulterende mmf fra faseforskydnings- eller skyggespolen. Mmf'en fra skyggespolen kan justeres ved to metoder:

• Ved at justere elektrisk modstand.

• Ved at justere skyggebånd.

Lad os diskutere disse punkter i detaljer:

Justering af spolens modstand:

Hvis spolens elektriske modstand er høj, vil strømmen være lav, hvilket reducerer spolens mmf og faseforskydningen. Ved at nedsætte modstanden ved at bruge tykkere ledning i spolerne, kan faseforskydningen justeres. Justering af elektrisk modstand ændrer indirekte faseforskydningen.

Ved at justere skyggebåndene op og ned på det centrale lem, kan vi justere faseforskydningen, da når vi flytter skyggebåndene opad, de omfatter mere fluk, hvilket øger det inducerede emf, og dermed øges mmf med øget faseforskydning. 

Når vi flytter skyggebåndene nedad, vil de omfatte mindre fluk, hvilket reducerer det inducerede emf, og dermed nedsættes mmf med reduceret faseforskydning. Så ved at justere positionen af skyggebåndene, kan vi justere faseforskydningen.

Friktionssammenligning

For at kompensere for friktion anvendes en lille kraft i roteringsretningen af disken, som bør være uafhængig af belastning for præcise læsninger ved lette belastninger. Overkompensation kan forårsage "creeping", defineret som diskenes kontinuerlige rotation ved energisupply til trykspolen uden strøm i strømspolen. 

For at forebygge creeping bores to huller over for hinanden på disken, hvilket forvrider eddystrømmebanerne. Dette flytter centrum for eddystrømmebanerne fra C til C1, hvilket skaber et magnetisk pol på C1. Disken vil "creep" indtil hullet når kanten af polen, hvor rotationen stoppes af den modsatte drejmoment.

Overbelastningskompensation

Under belastningsforhold bevæger disken sig kontinuerligt, hvilket inducerer et dynamisk induceret emf på grund af rotation. Dette emf genererer eddystrømme, der interagerer med serie-magnetfeltet for at producere et bremsemoment. Dette bremsemoment, der er proportionalt med kvadratet af strømmen, stiger og modvirker diskenes rotation.

 For at undgå dette selv-bremsemoment holdes diskenes fulde belastningshastighed lav. Fejl i enefase-energimålere er forårsaget af både drivsystemet og bremse-systemet, og kan adskilles som følgende:

Fejl forårsaget af drivsystemet

• Fejl pga. asymmetrisk magnetisk kredsløb:Hvis det magnetiske kredsløb ikke er symmetrisk, produceres et drevende moment, hvilket forårsager creeping i måleren.

• Fejl pga. forkert fasevinkel:Hvis der ikke er en passende fasedifferens mellem de forskellige fasorer, fører det til en upassende rotation af disken. Ukorrekt fasevinkel skyldes fejljustering, variation i modstand med temperatur eller det kan skyldes abnorm frekvens af spændingsforløbet.

• Fejl pga. forkert størrelse på flukter:Der findes flere årsager til forkert størrelse på flukter, hvoraf de primære er abnorme værdier af strøm og spænding.