Medidor de Energía con Dispositivos de Ajuste de Retardo

Definición de Contador de Energía

Un contador de energía es un dispositivo que mide el consumo de energía eléctrica.

Ajuste de Retardo en el Contador de Energía

En los contadores de energía de tipo inducción, la velocidad de rotación debe coincidir con la potencia manteniendo el ángulo de fase entre el voltaje de alimentación y el flujo del bobinado de presión a 90 grados. En la realidad, este ángulo es ligeramente menor a 90 grados. Los dispositivos de ajuste de retardo ayudan a corregir este ángulo de fase. Consideremos la figura adjunta:

En la figura, se introduce otro bobinado llamado bobinado de retardo en el alma central con vueltas iguales a N. Cuando se aplica el voltaje de alimentación al bobinado de presión, produce un flujo F, que se divide en Fp y Fg. El flujo Fp corta el disco móvil y se enlaza con el bobinado de retardo, induciendo una f.e.m. El que tiene un retardo de 90 grados respecto a Fp.

La corriente Il también tiene un retardo de 90 grados respecto a Fl, y el bobinado de retardo produce un flujo Fl. El flujo resultante que corta el disco combina Fl y Fp, alineándose con la mmf resultante del bobinado de retardo o sombreado. La mmf del bobinado de sombreado puede ajustarse por dos métodos:

• Ajustando la resistencia eléctrica.

• Ajustando las bandas de sombreado.

Vamos a discutir estos puntos con más detalle:

Ajuste de la resistencia del bobinado:

Si la resistencia eléctrica del bobinado es alta, la corriente será baja, disminuyendo la mmf del bobinado y el ángulo de retardo. Reduciendo la resistencia mediante el uso de un cable más grueso en los bobinados, se puede ajustar el ángulo de retardo. Ajustar la resistencia eléctrica cambia indirectamente el ángulo de retardo.

Al ajustar las bandas de sombreado hacia arriba y hacia abajo en el alma central, podemos ajustar el ángulo de retardo porque, cuando movemos las bandas de sombreado hacia arriba, abrazan más flujo, por lo que la f.e.m. inducida aumenta, por lo tanto, la mmf aumenta con el aumento del valor del ángulo de retardo.

Cuando movemos las bandas de sombreado hacia abajo, abrazan menos flujo, por lo que la f.e.m. inducida disminuye, por lo tanto, la mmf disminuye con la disminución del valor del ángulo de retardo. Así, ajustando la posición de las bandas de sombreado, podemos ajustar el ángulo de retardo.

Compensación de Fricción

Para compensar la fricción, se aplica una pequeña fuerza en la dirección de rotación del disco, que debe ser independiente de la carga para obtener lecturas precisas a cargas ligeras. La sobrecorrección puede causar rastreo, definido como la rotación continua del disco al energizar el bobinado de presión sin corriente en el bobinado de corriente.

Para prevenir el rastreo, se perforan dos orificios opuestos en el disco, distorsionando la ruta de las corrientes de Foucault. Esto desplaza el centro de las rutas de las corrientes de Foucault de C a C1, creando un polo magnético en C1. El disco rastreará hasta que el orificio llegue al borde del polo, donde la rotación se detiene por el par de torsión opuesto.

Compensación de Sobrecarga

Bajo condiciones de carga, el disco se mueve continuamente, induciendo una f.e.m. dinámica debido a la rotación. Esta f.e.m. genera corrientes de Foucault que interactúan con el campo magnético en serie para producir un par de frenado. Este par de frenado, proporcional al cuadrado de la corriente, aumenta y se opone a la rotación del disco.

Para evitar este par de frenado autogenerado, la velocidad de carga completa del disco se mantiene baja. Los errores en los contadores de energía monofásicos son causados tanto por los sistemas de accionamiento como de frenado y pueden separarse de la siguiente manera:

Error Causado por el Sistema de Accionamiento

• Error Debido a Circuito Magnético No Simétrico:Si el circuito magnético no es simétrico, se produce un par de accionamiento, lo que hace que el contador rastree.

• Error Debido a Ángulo de Fase Incorrecto:Si no hay una diferencia de fase adecuada entre los diversos fasores, esto resulta en una rotación incorrecta del disco. El ángulo de fase incorrecto es debido a un ajuste de retardo inadecuado, variación de la resistencia con la temperatura o puede ser debido a una frecuencia anormal del voltaje de alimentación.

• Error Debido a Magnitud Incorrecta de los Fluxes:Hay varias razones para una magnitud incorrecta de los fluxes, siendo las principales razones valores anormales de corriente y voltaje.