دستگاه اندازه گیری انرژی با دستگاه های تنظیم تاخیر

تعریف کنتور انرژی

کنتور انرژی دستگاهی است که مصرف برق را اندازه‌گیری می‌کند.

تنظیم تأخیر در کنتور انرژی

در کنتورهای انرژی القایی، سرعت چرخش باید با قدرت هماهنگ باشد و زاویه فاز بین ولتاژ تغذیه و جریان مغناطیسی پرده در ۹۰ درجه نگه داشته شود. در عمل، این زاویه کمی کمتر از ۹۰ درجه است. دستگاه‌های تنظیم تأخیر به اصلاح این زاویه فاز کمک می‌کنند. به شکل کناری توجه کنید:

در این شکل، یک سیم پیچ دیگر به نام سیم پیچ تأخیر در لبه مرکزی با تعداد دور N معرفی شده است. وقتی ولتاژ تغذیه به سیم پیچ فشار داده می‌شود، جریان مغناطیسی F تولید می‌شود که به Fp و Fg تقسیم می‌شود. جریان مغناطیسی Fp دیسک متحرک را قطع می‌کند و با سیم پیچ تأخیر متصل می‌شود و یک فشار الکتروموتوری El که ۹۰ درجه پس از Fp می‌آید، القا می‌کند.

جریان Il نیز ۹۰ درجه پس از Fl می‌آید و سیم پیچ تأخیر جریان مغناطیسی Fl تولید می‌کند. جریان مغناطیسی نهایی که دیسک را قطع می‌کند، ترکیب Fl و Fp است و با فشار الکتروموتوری نهایی سیم پیچ تأخیر یا سایه‌زنی هم‌خط می‌شود. فشار الکتروموتوری سیم پیچ سایه‌زنی را می‌توان با دو روش تنظیم کرد:

• با تنظیم مقاومت الکتریکی.

• با تنظیم باندهای سایه‌زنی.

بیایید این نقاط را با جزئیات بیشتر بررسی کنیم:

تنظیم مقاومت سیم پیچ:

اگر مقاومت الکتریکی سیم پیچ بالا باشد، جریان کم خواهد بود و فشار الکتروموتوری سیم پیچ و زاویه تأخیر کاهش می‌یابد. با کاهش مقاومت با استفاده از سیم ضخیم‌تر در سیم پیچ‌ها، می‌توان زاویه تأخیر را تنظیم کرد. تنظیم مقاومت الکتریکی به طور غیرمستقیم زاویه تأخیر را تغییر می‌دهد.

با تنظیم باندهای سایه‌زنی به بالا و پایین در لبه مرکزی، می‌توان زاویه تأخیر را تنظیم کرد. زمانی که باندهای سایه‌زنی به بالا حرکت می‌کنند، آنها جریان مغناطیسی بیشتری را دربر می‌گیرند و بنابراین فشار الکتروموتوری القا شده افزایش می‌یابد و فشار الکتروموتوری با افزایش مقدار زاویه تأخیر افزایش می‌یابد.

وقتی باندهای سایه‌زنی به پایین حرکت می‌کنند، آنها جریان مغناطیسی کمتری را دربر می‌گیرند و بنابراین فشار الکتروموتوری القا شده کاهش می‌یابد و فشار الکتروموتوری با کاهش مقدار زاویه تأخیر کاهش می‌یابد. بنابراین با تنظیم موقعیت باندهای سایه‌زنی می‌توان زاویه تأخیر را تنظیم کرد.

جبران اصطکاک

برای جبران اصطکاک، نیروی کوچکی در جهت چرخش دیسک اعمال می‌شود که باید مستقل از بار باشد تا خواندن‌های دقیق در بارهای کم حجم صادر شود. جبران بیش از حد می‌تواند باعث چرخش پیوسته دیسک شود که با تغذیه سیم پیچ فشار بدون جریان در سیم پیچ جریان تعریف می‌شود.

برای جلوگیری از چرخش پیوسته، دو سوراخ در مقابل هم روی دیسک حفر می‌شوند که مسیر جریان‌های ادی دیسک را تحریف می‌کنند. این موجب تغییر مرکز جریان‌های ادی از C به C1 می‌شود و ایجاد قطب مغناطیسی در C1 می‌کند. دیسک تا زمانی که سوراخ به لبه قطب برسد، چرخش پیوسته خواهد داشت و چرخش با گشتاور مخالف متوقف می‌شود.

جبران بار بیش از حد

در شرایط بار، دیسک به طور مداوم حرکت می‌کند و یک فشار الکتروموتوری القایی به دلیل چرخش تولید می‌کند. این فشار الکتروموتوری جریان‌های ادی را تولید می‌کند که با میدان مغناطیسی سری تعامل می‌کنند و یک گشتاور مخالف ایجاد می‌کنند. این گشتاور مخالف متناسب با مجذور جریان است و با افزایش جریان افزایش می‌یابد و چرخش دیسک را مخالفت می‌کند.

برای جلوگیری از این گشتاور مخالف، سرعت کامل بار دیسک پایین نگه داشته می‌شود. خطاهای موجود در کنتورهای انرژی یک‌فازی ناشی از هر دو سیستم محرک و مخالفت می‌باشند و می‌توان آنها را به صورت زیر جدا کرد:

خطا ناشی از سیستم محرک

• خطا ناشی از مدار مغناطیسی نامتقارن:اگر مدار مغناطیسی متقارن نباشد، گشتاور محرک تولید می‌شود که باعث چرخش پیوسته کنتور می‌شود.

• خطا ناشی از زاویه فاز ناصحیح:اگر اختلاف فاز صحیح بین فازورهای مختلف وجود نداشته باشد، این منجر به چرخش ناصحیح دیسک می‌شود. زاویه فاز ناصحیح ناشی از تنظیم تأخیر ناصحیح، تغییر مقاومت با دمای محیط یا ممکن است به دلیل فرکانس غیرمعمول ولتاژ تغذیه باشد.

• خطا ناشی از مقدار ناصحیح جریان‌های مغناطیسی:دلایل مختلفی برای مقدار ناصحیح جریان‌های مغناطیسی وجود دارد که از این موارد مهم‌ترین‌ها مقدار غیرمعمول جریان و ولتاژ است.