Indukční typy měřidel
Princip fungování a konstrukce indukčního typu měřiče je velmi jednoduchý a snadno srozumitelný, proto jsou široce používány k měření energie v domácnostech i průmyslu. Všechny indukční měřiče mají dva toky, které jsou vygenerovány dvěma různými střídavými proudy na kovovém disku. Díky střídavým tokům se indukuje napětí, které na jednom místě (jak je znázorněno na níže uvedeném obrázku) interaguje se střídavým proudem z druhé strany, což vede k vytvoření točivého momentu.
Obdobně, napětí vygenerované na místě číslo dva interaguje se střídavým proudem na místě číslo jeden, což opět vede k vytvoření točivého momentu, ale v opačném směru. Proto díky těmto dvěma točivým momentům, které jsou v různých směrech, se kovový disk pohybuje.
Toto je základní princip fungování indukčních typů měřičů. Nyní odvodíme matematický výraz pro točivý moment. Nechť tok vygenerovaný na místě číslo jeden bude roven F1 a tok na místě číslo dva bude roven F2. Nyní lze okamžité hodnoty těchto dvou toků zapsat jako:
Kde, Fm1 a Fm2 jsou maximální hodnoty toků F1 a F2, B je fázový rozdíl mezi oběma toky.
Můžeme také napsat výraz pro indukované napětí na místě číslo jeden
na místě číslo dva. Tedy máme výraz pro eddy proudy na místě číslo jeden
Kde, K je nějaká konstanta a f je frekvence.
Nakresleme fázorový diagram jasně ukazující F1, F2, E1, E2, I1 a I2. Z fázorového diagramu je zřejmé, že I1 a I2 jsou postupně pozadu za E1 a E2 o úhel A.
Úhel mezi F1 a F2 je B. Z fázorového diagramu je úhel mezi F2 a I1 (90-B+A) a úhel mezi F1 a I2 je (90 + B + A). Tedy můžeme napsat výraz pro točivý moment jako
Obdobně výraz pro Td2 je,
Celkový točivý moment je Td1 – Td2, po dosazení hodnot Td1 a Td2 a zjednodušení výrazu dostaneme
Který je znám jako obecný výraz pro točivý moment v indukčních typech měřičů. Nyní existují dva typy indukčních měřičů a jsou napsány následovně:
Jednofázový typ
Třífázový typ indukčních měřičů.
Zde budeme detailně diskutovat o jednofázovém indukčním typu. Níže je obrázek jednofázového indukčního typu měřiče.
Jednofázový indukční typ energetického měřiče se skládá ze čtyř důležitých systémů, které jsou napsány následovně:
Pohonový systém:
Pohonový systém se skládá ze dvou elektromagnetů, na kterých jsou vinuté tlakové a proudové cívky, jak je znázorněno výše na schématu. Cívka, která obsahuje proud zatížení, se nazývá proudová cívka, zatímco cívka, která je paralelní s napětím zásobování (tj. napětí na cívce je stejné jako napětí zásobování), se nazývá tlaková cívka. Stínící pásky jsou vinuty, jak je znázorněno výše na schématu, aby byl úhel mezi tokem a přiloženým napětím roven 90 stupňům.
Pohyblivý systém:
Aby bylo sníženo tření do větší míry, je použit energetický měřič s plovoucím hřídel, tření je sníženo do větší míry, protože otáčející se disk, který je vyroben z velmi lehkého materiálu, jako je hliník, není v kontaktu s žádnou povrchem. Plová ve vzduchu. Musí se vyskytnout otázka, jak hliníkový disk plave ve vzduchu? Abychom odpověděli na tuto otázku, musíme se podívat na konstrukční detaily tohoto speciálního disku, ve skutečnosti obsahuje malé magnety na horní i dolní straně. Horní magnet je přitahován elektromagnetem v horním ložisku, zatímco magnet na dolní straně také přitahuje k magnetu v dolním ložisku, a proto díky těmto opačným silám lehký otáčející se hliníkový disk plave.
Brzdový systém:
Trvalý magnet se používá k vytvoření brzdícího točivého momentu v jednofázových indukčních energetických měřičích, které jsou umístěny poblíž rohu hliníkového disku.
Počítací systém:
Čísla označená na měřiči jsou proporcionální otáčkám provedeným hliníkovým diskem, hlavní funkce tohoto systému je zaznamenat počet otáček provedených hliníkovým diskem. Nyní se podívejme na pracovní operaci jednofázového indukčního měřiče. Abychom porozuměli fungování tohoto měřiče, zvažme níže uvedené schéma:
Zde jsme předpokládali, že tlaková cívka má velmi induktivní povahu a obsahuje velké množství závitů. Proud protékající tlakovou cívkou je Ip, který zaostává za napětím o úhel 90 stupňů. Tento proud vytváří tok F. F je rozdělen na dvě části Fg a Fp.
Fg prochází menší částí s menší odporovostí přes boční mezery.
Fp: Je odpovědný za vytvoření točivého momentu v hliníkovém disku. Prochází vysokou odporovostí a je v fázi s proudem v tlakové cívkě. Fp je střídavé povahy a tedy emf Ep a proud I
