Contatore di energia con dispositivi di regolazione del ritardo

Definizione del Contatore di Energia

Un contatore di energia è un dispositivo che misura il consumo di energia elettrica.

Regolazione del Ritardo nel Contatore di Energia

Nei contatori di energia a induzione, la velocità di rotazione dovrebbe corrispondere alla potenza mantenendo l'angolo di fase tra la tensione di alimentazione e il flusso del bobina di pressione a 90 gradi. In realtà, questo angolo è leggermente inferiore a 90 gradi. I dispositivi di regolazione del ritardo aiutano a correggere questo angolo di fase. Consideriamo la figura a fianco:

Nella figura, viene introdotto un altro avvolgimento chiamato avvolgimento di ritardo sul ramo centrale con un numero di spire pari a N. Quando la tensione di alimentazione viene fornita al bobina di pressione, produce un flusso F, che si divide in Fp e Fg. Il flusso Fp taglia il disco mobile e si collega all'avvolgimento di ritardo, inducendo una f.e.m. El che sfasa Fp di 90 gradi. 

La corrente Il sfasa Fl di 90 gradi, e l'avvolgimento di ritardo produce un flusso Fl. Il flusso risultante che taglia il disco combina Fl e Fp, allineandosi con l'mmf risultante dell'avvolgimento di ritardo o di schermatura. L'mmf dell'avvolgimento di schermatura può essere regolato con due metodi:

• Regolando la resistenza elettrica.

• Regolando le bande di schermatura.

Discutiamo questi punti in maggior dettaglio:

Regolazione della resistenza dell'avvolgimento:

Se la resistenza elettrica dell'avvolgimento è elevata, la corrente sarà bassa, riducendo l'mmf dell'avvolgimento e l'angolo di ritardo. Ridurre la resistenza utilizzando fili più spessi negli avvolgimenti può regolare l'angolo di ritardo. Regolare la resistenza elettrica modifica indirettamente l'angolo di ritardo.

Regolando le bande di schermatura su e giù sul ramo centrale possiamo regolare l'angolo di ritardo perché quando spostiamo le bande di schermatura verso l'alto, esse abbracciano più flusso, quindi l'f.e.m. indotta aumenta e l'mmf aumenta con l'aumento del valore dell'angolo di ritardo. 

Quando spostiamo le bande di schermatura verso il basso, esse abbracciano meno flusso, quindi l'f.e.m. indotta diminuisce e l'mmf diminuisce con la diminuzione del valore dell'angolo di ritardo. Quindi, regolando la posizione delle bande di schermatura, possiamo regolare l'angolo di ritardo.

Compensazione dell'Atrito

Per compensare l'attrito, viene applicata una piccola forza nella direzione di rotazione del disco, che dovrebbe essere indipendente dal carico per ottenere letture accurate con carichi leggeri. Un'eccessiva compensazione può causare il fenomeno del "creeping", definito come la rotazione continua del disco mediante l'alimentazione del bobina di pressione senza corrente nel bobina di corrente. 

Per prevenire il creeping, vengono trapanati due fori opposti sul disco, distorcendo il percorso delle correnti di turbolenza. Ciò sposta il centro dei percorsi delle correnti di turbolenza da C a C1, creando un polo magnetico a C1. Il disco continuerà a strisciare fino a quando il foro non raggiunge il bordo del polo, dove la rotazione viene arrestata dalla coppia contraria.

Compensazione del Sovraccarico

In condizioni di carico, il disco si muove continuamente, inducendo un f.e.m. dinamico a causa della rotazione. Questo f.e.m. genera correnti di turbolenza che interagiscono con il campo magnetico in serie per produrre una coppia frenante. Questa coppia frenante, proporzionale al quadrato della corrente, aumenta e si oppone alla rotazione del disco.

Per evitare questa coppia frenante autoindotta, la velocità a pieno carico del disco viene mantenuta bassa. Gli errori nei contatori di energia monofase sono causati sia dal sistema di trazione che da quello di frenatura e possono essere separati come segue:

Errore Causato dal Sistema di Trazione

• Errore Dovuto a un Circuito Magnetico Non Simmetrico:Se il circuito magnetico non è simmetrico, si produce una coppia motrice, a causa della quale il contatore striscia.

• Errore Dovuto a un Angolo di Fase Errato:Se non c'è una differenza di fase appropriata tra i vari fasori, ciò comporta una rotazione impropria del disco. Un angolo di fase improprio è dovuto a un'errata regolazione del ritardo, a variazioni della resistenza con la temperatura o a una frequenza anormale della tensione di alimentazione.

• Errore Dovuto a una Magnitudine Errata dei Flussi:Ci sono diverse ragioni per una magnitudine errata dei flussi, tra cui i principali sono valori anormali di corrente e tensione.