Индукционни бройци
Принципът на работа и конструкцията на индукционен тип магнитометър е много прост и лесен за разбиране, затова тези прибори се използват широко за измерване на енергия както в домакинствата, така и в промишлеността. Във всички индукционни магнитометри имаме два магнитни потока, които се генерират от две различни алтернативни токове върху метална плоча. Поради алтернативните магнитни потоци се индуцира ЕМФ, която се генерира в една точка (както е показано на долната фигура) взаимодейства с алтернативния ток от другата страна, което води до производството на момент.
По същия начин, ЕМФ, произведена в точка две, взаимодейства с алтернативния ток в точка едно, което води до производството на момент, но в противоположна посока. Следователно, поради тези два момента, които са в различни посоки, металната плоча се движи.
Това е основният принцип на работа на индукционен тип магнитометър. Сега нека изведем математическото изразяване за отклоняващ момент. Нека приемем, че магнитният поток, произведен в точка едно, е равен на F1, а магнитният поток в точка две е равен на F2. Сега моментните стойности на тези два магнитни потока могат да бъдат записани като:
Където, Fm1 и Fm2 са съответно максималните стойности на магнитните потоци F1 и F2, B е фазовата разлика между двете магнитни потоци.
Можем също да запишем израза за индуцирания ЕМФ в точка едно
в точка две. Следователно имаме израза за вихревите токове в точка едно
Където, K е някаква константа, а f е честота.
Нека начертаем фазов диаграма, ясно показваща F1, F2, E1, E2, I1 и I2. От фазовата диаграма е ясно, че I1 и I2 са съответно закъснявали след E1 и E2 с ъгъл A.
Ъгълът между F1 и F2 е B. От фазовата диаграма ъгълът между F2 и I1 е (90-B+A), а ъгълът между F1 и I2 е (90 + B + A). Следователно, записваме израза за отклоняващ момент като
По същия начин, изразът за Td2 е,
Общият момент е Td1 – Td2, като заместиш стойностите на Td1 и Td2 и опростим израза получаваме
Който е известен като общият израз за отклоняващ момент в индукционен тип магнитометри. Сега има два типа индукционни магнитометри и те са написани по-долу:
Еднофазен тип
Трехфазен тип индукционни магнитометри.
Тук ще обсъдим подробно единичнофазния индукционен тип. По-долу е представена картинка на единичнофазен индукционен тип магнитометър.
Единичнофазен индукционен тип енергиен магнитометър се състои от четири важни системи, които са написани по-долу:
Движеща система:
Движещата система се състои от два електромагнита, на които са намотени давяща и токоизмерваща катушка, както е показано по-горе на диаграмата. Катушката, която съдържа ток на натоварване, се нарича токоизмерваща катушка, докато катушката, която е паралелна с напрежението на пита (т.е. напрежението върху катушката е същото като напрежението на пита) се нарича давяща катушка. Омотки за затъмняване са намотени, както е показано по-горе на диаграмата, за да се направи ъгълът между магнитния поток и приложено напрежение равен на 90 градуса.
Движеща се система:
За да се намали триенето до голяма степен, се използва енергиен магнитометър с плаващ вал, триенето е намалено до голяма степен, тъй като въртящата се плоча, направена от много лек материал като алюминий, не е в контакт с никоя повърхност. Тя плава във въздуха. Един въпрос трябва да се появи в ума ни, как алюминиевата плоча плава във въздуха? За да отговорим на този въпрос, трябва да видим конструктивните детайли на тази специална плоча, всъщност тя съдържа малки магнити на горната и долната повърхност. Горният магнит се привлича от електромагнит в горното подпърто, докато магнитът на долната повърхност също привлича към магнита в долното подпърто, следователно поради тези противоположни сили леката въртяща се алюминиева плоча плава.
Система за спиране:
Постоянен магнит се използва за производство на спиращ момент в единичнофазен индукционен енергиен магнитометър, който е разположен близо до ъгъла на алюминиевата плоча.
Броящ система:
Цифрите, маркирани на магнитометъра, са пропорционални на оборотите, направени от алюминиевата плоча, основната функция на тази система е да записва броята на оборотите, направени от алюминиевата плоча. Сега нека разгледаме работата на единичнофазния индукционен магнитометър. За да разберем работата на този магнитометър, нека разгледаме диаграмата, представена по-долу:
Тук допускаме, че давящата катушка е силно индуктивна по природа и съдържа много голям брой обиколки. Токът, протичащ в давящата катушка, е Ip, който закъснява напрежението с 90 градуса. Този ток произвежда магнитен поток F. F е разделен на две части Fg и Fp.
Fg се движи през малката част с малко съпротивление през страничните разстояния.
Fp: Той е отговорен за производството на движителен момент в алюминиевата плоча. Той се движи през път с голямо съпротивление и е в фаза с тока в давящата катушка. F
