گونهی القایی سنجها
اصل کار و ساختار مترهای نوع القایی بسیار ساده و آسان برای درک است، به همین دلیل اینها در اندازهگیری انرژی در جهان خانگی و صنعتی به طور گسترده مورد استفاده قرار میگیرند. در تمام مترهای القایی ما دو پخش داریم که توسط دو جریان متناوب مختلف روی یک دیسک فلزی ایجاد میشوند. به دلیل پخشهای متناوب، یک نیروی القایی القا میشود، نیروی القایی تولید شده در یک نقطه (همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است) با جریان متناوب دیگر طرف تعامل میکند که منجر به تولید گشتاور میشود.
به طور مشابه، نیروی القایی تولید شده در نقطه دوم با جریان متناوب در نقطه اول تعامل میکند که منجر به تولید گشتاور دوباره اما در جهت مخالف میشود. بنابراین، به دلیل این دو گشتاور که در جهات مختلف هستند، دیسک فلزی حرکت میکند.
این اصل کار اساسی مترهای نوع القایی است. حال بیایید عبارت ریاضی برای گشتاور انحرافی را بدست آوریم. فرض کنید پخش تولید شده در نقطه اول برابر F1 و پخش در نقطه دوم برابر F2 باشد. حال مقادیر لحظهای این دو پخش را میتوان به صورت زیر نوشت:
که در آن، Fm1 و Fm2 به ترتیب مقادیر حداکثری پخشهای F1 و F2 هستند، B اختلاف فاز بین دو پخش است.
ما میتوانیم عبارت ریاضی برای نیروهای القایی تولید شده در نقطه اول را به صورت زیر بنویسیم
در نقطه دوم. بنابراین عبارت ریاضی برای جریانهای توربیلیونی در نقطه اول به صورت زیر است
که در آن K ثابتی است و f فرکانس است.
بیایید نمودار فازی را به صورت واضح نشان دهیم که F1، F2، E1، E2، I1 و I2 را نشان میدهد. از نمودار فازی مشخص است که I1 و I2 به ترتیب با E1 و E2 با زاویه A تأخیر دارند.
زاویه بین F1 و F2 برابر B است. از نمودار فازی، زاویه بین F2 و I1 برابر (90-B+A) و زاویه بین F1 و I2 برابر (90 + B + A) است. بنابراین عبارت ریاضی برای گشتاور انحرافی به صورت زیر است
به طور مشابه عبارت ریاضی برای Td2 به صورت زیر است
گشتاور کلی Td1 – Td2 است، با جایگذاری مقادیر Td1 و Td2 و سادهسازی عبارت به صورت زیر میشود
که معروف به عبارت کلی برای گشتاور انحرافی در مترهای نوع القایی است. حالا دو نوع متر القایی وجود دارد و به صورت زیر نوشته میشوند:
نوع یک فازه
نوع سه فازه مترهای القایی.
در اینجا ما قصد داریم به طور دقیق درباره مترهای نوع القایی یک فازه صحبت کنیم. تصویر زیر متر نوع القایی یک فازه را نشان میدهد.
متر نوع القایی یک فازه شامل چهار سیستم مهم است که به صورت زیر نوشته میشوند:
سیستم محرک:
سیستم محرک شامل دو الکترومغناطیس است که سیمپیچ فشار و سیمپیچ جریان روی آنها پیچیده شده است، همانطور که در شکل بالا نشان داده شده است. سیمپیچ که شامل جریان بار است به عنوان سیمپیچ جریان شناخته میشود، در حالی که سیمپیچ که موازی با ولتاژ تغذیه (یعنی ولتاژ روی سیمپیچ همان ولتاژ تغذیه است) است به عنوان سیمپیچ فشار شناخته میشود. نوارهای سایهدار روی آنها پیچیده شدهاند تا زاویه بین پخش و ولتاژ اعمال شده برابر 90 درجه باشد.
سیستم متحرک:
برای کاهش اصطکاک به میزان زیاد، از متر انرژی با محور شناور استفاده میشود، اصطکاک به میزان زیاد کاهش یافته است زیرا دیسک چرخان که از مواد بسیار سبک مانند آلومینیوم ساخته شده است با هیچ سطحی تماس ندارد. آن در هوا شناور است. یک سوال ممکن است در ذهن ما پیش آید که چگونه دیسک آلومینیومی در هوا شناور است؟ برای پاسخ به این سوال ما باید به جزئیات ساختاری این دیسک ویژه نگاه کنیم، در واقع آن شامل مغناطیسهای کوچک در هر دو سطح بالا و پایین است. مغناطیس بالایی به یک الکترومغناطیس در محور بالایی جذب میشود در حالی که مغناطیس سطح پایین نیز به مغناطیس محور پایین جذب میشود، بنابراین به دلیل این نیروهای متقابل، دیسک آلومینیومی چرخان سبک شناور میشود.
سیستم ترمز:
یک مغناطیس دائم برای تولید گشتاور توقف در مترهای انرژی القایی یک فازه استفاده میشود که در نزدیکی گوشه دیسک آلومینیومی قرار دارد.
سیستم شمارش:
اعداد نشان داده شده روی متر متناسب با دورهایی است که توسط دیسک آلومینیومی انجام میشود، عملکرد اصلی این سیستم ثبت تعداد دورهایی است که توسط دیسک آلومینیومی انجام میشود. حال بیایید به عملکرد متر نوع القایی یک فازه نگاهی بیندازیم. برای درک عملکرد این متر، شکل زیر را در نظر بگیرید:
در اینجا ما فرض کردهایم که سیمپیچ فشار به طور قابل توجهی القایی است و شامل تعداد زیادی دور است. جریان در سیمپیچ فشار Ip است که با یک زاویه 90 درجه از ولتاژ تأخیر دارد. این جریان پخش F را تولید میکند. F به دو بخش Fg و Fp تقسیم میشود.
Fg که در بخش کوچکتر مقاومت در طول شکافهای جانبی حرکت میکند.
Fp: این پخش مسئول تولید گشتاور محرک در دیسک آلومینیومی است. این پخش از مسیر مقاومت بالا حرکت میکند و در فاز با جریان در سیمپیچ فشار است. Fp متناوب است و بنابراین نیروی القایی Ep و جریان I
