Compteurs à induction
Le principe de fonctionnement et la construction des compteurs de type induction sont très simples et faciles à comprendre, c'est pourquoi ils sont largement utilisés pour mesurer l'énergie dans le monde domestique et industriel. Dans tous les compteurs à induction, nous avons deux flux qui sont produits par deux courants alternatifs différents sur un disque métallique. En raison des flux alternatifs, il y a une tension induite, la tension produite à un point (comme indiqué dans la figure ci-dessous) interagit avec le courant alternatif de l'autre côté, ce qui entraîne la production d'un couple.
De même, la tension produite au point deux interagit avec le courant alternatif au point un, entraînant à nouveau la production d'un couple, mais dans la direction opposée. Ainsi, en raison de ces deux couples qui sont dans des directions différentes, le disque métallique se déplace.
Ceci est le principe de base de fonctionnement d'un compteur de type induction. Maintenant, dérivons l'expression mathématique du couple de déviation. Prenons le flux produit au point un égal à F1 et le flux au point deux égal à F2. Les valeurs instantanées de ces deux flux peuvent être écrites comme suit :
Où, Fm1 et Fm2 sont respectivement les valeurs maximales des flux F1 et F2, B est la différence de phase entre les deux flux.
Nous pouvons également écrire l'expression pour les tensions induites au point un
au point deux. Ainsi, nous avons l'expression pour les courants de Foucault au point un
Où, K est une constante et f est la fréquence.
Traçons un diagramme vectoriel montrant clairement F1, F2, E1, E2, I1 et I2. D'après le diagramme vectoriel, il est clair que I1 et I2 sont respectivement en retard par rapport à E1 et E2 d'un angle A.
L'angle entre F1 et F2 est B. D'après le diagramme vectoriel, l'angle entre F2 et I1 est (90-B+A) et l'angle entre F1 et I2 est (90 + B + A). Ainsi, nous écrivons l'expression pour le couple de déviation comme suit
De même, l'expression pour Td2 est,
Le couple total est Td1 – Td2, en substituant la valeur de Td1 et Td2 et en simplifiant l'expression, nous obtenons
Qui est connue comme l'expression générale pour le couple de déviation dans les compteurs de type induction. Il existe maintenant deux types de compteurs à induction, qui sont les suivants :
Type monophasé
Type triphasé de compteurs à induction.
Ici, nous allons discuter en détail du compteur monophasé à induction. Voici l'image d'un compteur monophasé de type induction.
Le compteur monophasé de type induction de mesure d'énergie comprend quatre systèmes importants qui sont les suivants:
Système de propulsion:
Le système de propulsion comprend deux électroaimants sur lesquels sont enroulés les bobines de pression et de courant, comme indiqué dans le diagramme ci-dessus. La bobine qui contient le courant de charge est appelée bobine de courant, tandis que la bobine qui est en parallèle avec la tension d'alimentation (c'est-à-dire que la tension à travers la bobine est la même que la tension d'alimentation) est appelée bobine de pression. Des bandes d'ombrage sont enroulées comme indiqué dans le diagramme ci-dessus afin de rendre l'angle entre le flux et la tension appliquée égal à 90 degrés.
Système mobile:
Pour réduire la friction au maximum, on utilise un compteur d'énergie à arbre flottant, la friction est réduite au maximum car le disque rotatif, qui est fabriqué avec un matériau très léger comme l'aluminium, n'est pas en contact avec aucune surface. Il flotte dans l'air. Une question doit se poser dans notre esprit : comment le disque d'aluminium flotte-t-il dans l'air ? Pour répondre à cette question, nous devons examiner les détails de construction de ce disque spécial, en réalité, il comprend de petits aimants sur les surfaces supérieure et inférieure. L'aimant supérieur est attiré par un électroaimant dans la butée supérieure, tandis que l'aimant de la surface inférieure est également attiré vers l'aimant de la butée inférieure, donc en raison de ces forces opposées, le disque rotatif d'aluminium léger flotte.
Système de freinage:
Un aimant permanent est utilisé pour produire un couple de freinage dans les compteurs d'énergie monophasés à induction, qui sont positionnés près du coin du disque d'aluminium.
Système de comptage:
Les chiffres marqués sur le compteur sont proportionnels aux tours effectués par le disque d'aluminium, la fonction principale de ce système est d'enregistrer le nombre de tours effectués par le disque d'aluminium. Examinons maintenant le fonctionnement du compteur monophasé à induction. Pour comprendre le fonctionnement de ce compteur, considérons le diagramme ci-dessous:
Nous avons supposé que la bobine de pression est fortement inductive et comporte un grand nombre de spires. Le courant qui circule dans la bobine de pression est Ip qui est en retard de 90 degrés par rapport à la tension. Ce courant produit un flux F. F est divisé en deux parties Fg et Fp.
Fg qui se déplace sur la partie de faible réticence à travers les espaces latéraux.
Fp: Il est responsable de la production du couple de propulsion dans le disque d'aluminium. Il se déplace à partir d'un chemin de forte réticence et est en phase avec le courant dans la bobine de pression. Fp est de nature alternative, ainsi la tension Ep et le courant Ip. Le courant de charge qui est représenté dans le diagramme ci-dessus circule à travers la bobine de courant, produisant un flux dans le disque d'aluminium, et en raison de ce flux alternatif sur le disque métallique, un courant de Foucault est produit, qui interagit avec le flux Fp ce qui entraîne la production d'un couple. Comme nous avons deux pôles, deux couples sont produits qui s'opposent. Ainsi, selon la théorie du compteur à induction que nous avons déjà discutée, le couple net est la différence entre les deux couples.
Avantages des compteurs de type induction
Voici les avantages des compteurs de type induction :
