Indukciós típusú mérők

Az indukciós típusú mérő működési elvét és szerkezetét nagyon egyszerű és könnyen megérthetővé teszi, ezért széles körben használják a háztartási és ipari világban energia mérésekor. Minden indukciós mérő esetén van két mágneses fluxus, amelyeket két különböző váltakozó áram előidézi egy fémlemezre. A váltakozó fluxusok miatt létrejön egy indukált elektromos erő, amely egy ponton (lásd az alábbi ábrát) interakcióba lép a másik oldalon lévő váltakozó árammal, ebből adódóan torque keletkezik.

Ugyanígy, a második ponton létrejött elektromos erő interakcióba lép az első ponton lévő váltakozó árammal, ami újra torque-t eredményez, de ellentétes irányban. Tehát ez a két, különböző irányú torque miatt a fémlemez mozog.
Ez az indukciós típusú mérő működésének alapja. Most adjuk meg a deflektáló torque matematikai kifejezését. Tegyük fel, hogy az első ponton lévő fluxus F1 és a második ponton lévő fluxus F2. Ekkor ezek két fluxus pillanatnyi értékeit így írhatjuk:

Ahol, Fm1 és Fm2 rendre a fluxusok F1 és F2 maximális értékei, B pedig a két fluxus közötti fáziskülönbség.
Az első pontra vonatkozó indukált elektromos erő kifejezése

a második pontra. Így az első pontra vonatkozó vízszintes áram kifejezése

Ahol, K egy konstans, f pedig a frekvencia.
Rajzoljunk egy fázordiagramot, amely jól mutatja a F1, F2, E1, E2, I1 és I2 fázorokat. A fázordiagramból látható, hogy az I1 és I2 rendre A fokkal lassulnak le az E1 és E2 viszonylatában.

A F1 és F2 közötti szög B. A fázordiagramból látható, hogy a F2 és I1 közötti szög (90-B+A), a F1 és I2 közötti szög pedig (90 + B + A). Így a deflektáló torque kifejezése:

Hasonlóan, a Td2 kifejezése,

A teljes torque Td1 – Td2, a Td1 és Td2 értékének behelyettesítésével és a kifejezés egyszerűsítésével kapjuk:

Ez az indukciós típusú mérők deflektáló torquenek általános kifejezése. Van két fajta indukciós mérő, amelyek a következők:

• Egyszeres fázisú típus

• Háromfázisú típusú indukciós mérő.

Most részletesen tárgyaljuk az egyszeres fázisú indukciós típusú mérőt. Az alábbi képen látható az egyszeres fázisú indukciós típusú mérő.

Az egyszeres fázisú indukciós típusú energia mérő négy fontos rendszert tartalmaz, amelyek a következők:
Meghajtó rendszer:
A meghajtó rendszer két elektromagnettel rendelkezik, amelyeken nyomáscellák és áramcellák vannak csavarta, ahogy a fenti diagramon látható. Az áramcella a terhelési áramot tartalmazza, míg a nyomáscella párhuzamosan áll a tápegységgel (azaz a nyomáscella által tapasztalt feszültség megegyezik a tápegység feszültségével). A fenti diagramon látható módon a fémlemezre csavarva vannak a záró sávok, hogy a fluxus és a feszültség közötti szög 90 fok legyen.
Mozgó rendszer:
A súrlódás jelentős mértékben csökkentéséhez energiamérőt használnak, ahol a forgó diszkus, amely könnyű anyagból, például alumíniumból készült, nem érintkezik semmilyen felülettel. Lebeg az levegőben. Egy kérdés feltűnhet, hogyan tud az alumínium diszkusz lebegni a levegőben? Ehhez a kérdéshez a speciális diszkusz szerkezeti részleteinek meg kell ismernünk. Valójában kis mágnesekkel rendelkezik felső és alsó felületén. A felső mágnes egy elektromagneshoz ragaszkodik a felső hengerben, míg az alsó felületi mágnes is húzódik az alsó henger mágneséhez, így ezek az ellenkező erők miatt a könnyű forgó alumínium diszkusz lebeg.
Légbizonyító rendszer:
Egy állandó mágneset használnak a légbizonyító torquenak előállítására az egyszeres fázisú indukciós energia mérők esetében, amelyek az alumínium diszkusz sarkán találhatók.
Számoló rendszer:
A mérőn megjelenő számok arányosak az alumínium diszkusz által megtett fordulatszámmal, a rendszer fő funkciója a diszkusz által megtett fordulatszám rögzítése. Most nézzük meg az egyszeres fázisú indukciós mérő működését. A mérő működésének megértéséhez vegyük figyelembe az alábbi ábrát:

Feltételezzük, hogy a nyomáscella nagyon induktív természetű, és nagy számú tekercsbe van csavarta. A nyomáscellan átmenő áram Ip, amely 90 fokkal lassul le a feszültséghez képest. Ez az áram fluxust F-et generál. Az F két részre osztódik: Fg és Fp.

1. Fg ami a kis ellenállású részen halad át a külső rések mentén.

2. Fp: Ez felelős a meghajtó torquenak az alumínium diszkuszban. Nagy ellenállású úton halad, és az árammal van fázisszinkronban a nyomáscellában. Fp váltakozó természetű, így Ep elektromos erő és Ip áram. A terhelési áram, amelyet a fenti diagramon látható, áramcellán áthaladt, fluxust generál az alumínium diszkuszon, és ennek a változó fluxusnak a hatására a fémlemezre eddy current keletkezik, ami interakcióba lép az Fp fluxussal, ami eredményez torque-t. Mivel két pólusunk van, két, egymásnak ellentétes irányú torque keletkezik. Tehát az indukciós mérő elm