Medidor de Energia com Dispositivos de Ajuste de Lag

Definição de Medidor de Energia

Um medidor de energia é um dispositivo que mede o consumo de energia elétrica.

Ajuste de Defasagem no Medidor de Energia

Nos medidores de energia do tipo indução, a velocidade de rotação deve corresponder à potência mantendo o ângulo de fase entre a tensão de alimentação e o fluxo do bobinado de pressão em 90 graus. Na realidade, este ângulo é ligeiramente inferior a 90 graus. Os dispositivos de ajuste de defasagem ajudam a corrigir este ângulo de fase. Vamos considerar a figura ao lado:

Na figura, outro bobinado chamado bobinado de defasagem é introduzido no ramo central com N espiras. Quando a tensão de alimentação é fornecida ao bobinado de pressão, ele produz o fluxo F, que se divide em Fp e Fg. O fluxo Fp corta o disco móvel e se liga ao bobinado de defasagem, induzindo uma f.e.m. El que está defasada em 90 graus em relação a Fp. 

A corrente Il também está defasada em 90 graus em relação a Fl, e o bobinado de defasagem produz o fluxo Fl. O fluxo resultante que corta o disco combina Fl e Fp, alinhando-se com o mmf resultante do bobinado de defasagem ou de sombreamento. O mmf do bobinado de sombreamento pode ser ajustado por dois métodos:

• Ajustando a resistência elétrica.

• Ajustando as bandas de sombreamento.

Vamos discutir esses pontos com mais detalhes:

Ajuste da resistência do bobinado:

Se a resistência elétrica do bobinado for alta, a corrente será baixa, diminuindo o mmf do bobinado e o ângulo de defasagem. Reduzindo a resistência usando fio mais grosso nos bobinados, pode-se ajustar o ângulo de defasagem. Ajustar a resistência elétrica muda indiretamente o ângulo de defasagem.

Ao ajustar as bandas de sombreamento para cima e para baixo no ramo central, podemos ajustar o ângulo de defasagem, pois quando movemos as bandas de sombreamento para cima, elas abraçam mais fluxo, aumentando a f.e.m. induzida, portanto, o mmf aumenta com o aumento do valor do ângulo de defasagem. 

Quando movemos as bandas de sombreamento para baixo, elas abraçam menos fluxo, diminuindo a f.e.m. induzida, portanto, o mmf diminui com a diminuição do valor do ângulo de defasagem. Assim, ajustando a posição das bandas de sombreamento, podemos ajustar o ângulo de defasagem.

Compensação de Atrito

Para compensar o atrito, uma pequena força é aplicada na direção da rotação do disco, que deve ser independente da carga para leituras precisas sob cargas leves. A supercompensação pode causar rastejamento, definido como a rotação contínua do disco pela energização do bobinado de pressão sem corrente no bobinado de corrente. 

Para evitar o rastejamento, são perfurados dois buracos opostos no disco, distorcendo o caminho das correntes de Foucault. Isso desloca o centro dos caminhos das correntes de Foucault de C para C1, criando um polo magnético em C1. O disco irá rastejar até que o buraco atinja a borda do polo, onde a rotação é interrompida pelo torque oposto.

Compensação de Sobrecarga

Sob condições de carga, o disco move-se continuamente, induzindo uma f.e.m. dinâmica devido à rotação. Esta f.e.m. gera correntes de Foucault que interagem com o campo magnético em série para produzir um torque de travamento. Este torque de travamento, proporcional ao quadrado da corrente, aumenta e opõe-se à rotação do disco.

 Para evitar este torque de travamento autogerado, a velocidade de carga total do disco é mantida baixa. Erros nos medidores de energia monofásicos são causados tanto pelos sistemas de acionamento quanto de travamento e podem ser separados da seguinte forma:

Erro Causado pelo Sistema de Acionamento

• Erro Devido a Circuito Magnético Não Simétrico:Se o circuito magnético não for simétrico, produzirá um torque de acionamento, fazendo com que o medidor rasteje.

• Erro Devido a Ângulo de Fase Incorreto:Se não houver uma diferença de fase adequada entre os diversos fasores, isso resultará em uma rotação inadequada do disco. O ângulo de fase incorreto é devido a um ajuste de defasagem inadequado, variação da resistência com a temperatura ou pode ser devido a uma frequência anormal da tensão de alimentação.

• Erro Devido a Magnitude Incorreta dos Fluxos:Existem várias razões para a magnitude incorreta dos fluxos, sendo as principais valores anormais de corrente e tensão.