Meter Induksi
Prinsip kerja dan konstruksi meter tipe induksi sangat sederhana dan mudah dipahami, itulah sebabnya meter ini banyak digunakan untuk mengukur energi di dunia domestik maupun industri. Dalam semua meter induksi, kita memiliki dua fluks yang dihasilkan oleh dua arus bolak-balik yang berbeda pada cakram logam. Karena fluks bolak-balik, terjadi emf terinduksi, emf yang dihasilkan pada satu titik (seperti ditunjukkan dalam gambar di bawah) berinteraksi dengan arus bolak-balik di sisi lain, menghasilkan torsi.
Demikian pula, emf yang dihasilkan pada titik kedua berinteraksi dengan arus bolak-balik pada titik pertama, menghasilkan torsi lagi tetapi dalam arah yang berlawanan. Oleh karena itu, akibat dua torsi ini yang berada dalam arah yang berbeda, cakram logam bergerak.
Ini adalah prinsip dasar kerja dari meter tipe induksi. Sekarang mari kita turunkan ekspresi matematika untuk torsi penyimpangan. Mari kita ambil fluks yang dihasilkan pada titik pertama sama dengan F1 dan fluks pada titik kedua sama dengan F2. Nilai instan dari kedua fluks ini dapat ditulis sebagai:
Di mana, Fm1 dan Fm2 masing-masing adalah nilai maksimum dari fluks F1 dan F2, B adalah perbedaan fase antara dua fluks.
Kita juga dapat menulis ekspresi untuk emf terinduksi pada titik pertama
pada titik kedua. Dengan demikian, kita memiliki ekspresi untuk arus eddy pada titik pertama adalah
Di mana, K adalah suatu konstanta dan f adalah frekuensi.
Mari kita gambarkan diagram fasor yang jelas menunjukkan F1, F2, E1, E2, I1 dan I2. Dari diagram fasor, jelas bahwa I1 dan I2 masing-masing tertinggal dibelakang E1 dan E2 dengan sudut A.
Sudut antara F1 dan F2 adalah B. Dari diagram fasor, sudut antara F2 dan I1 adalah (90-B+A) dan sudut antara F1 dan I2 adalah (90 + B + A). Dengan demikian, kita menulis ekspresi untuk torsi penyimpangan sebagai
Demikian pula, ekspresi untuk Td2 adalah,
Torsi total adalah Td1 – Td2, dengan mensubstitusi nilai Td1 dan Td2 dan menyederhanakan ekspresi, kita mendapatkan
Yang dikenal sebagai ekspresi umum untuk torsi penyimpangan dalam meter tipe induksi. Ada dua jenis meter induksi dan mereka ditulis sebagai berikut:
Jenis fase tunggal
Jenis meter induksi tiga fase.
Di sini kita akan membahas tentang meter tipe induksi fase tunggal secara detail. Berikut ini adalah gambar dari meter tipe induksi fase tunggal.
Meter tipe induksi fase tunggal terdiri dari empat sistem penting yang ditulis sebagai berikut:
Sistem Penggerak:
Sistem penggerak terdiri dari dua elektromagnet di mana kumparan tekanan dan kumparan arus dipasang, seperti ditunjukkan dalam diagram di atas. Kumparan yang mengandung arus beban disebut kumparan arus, sedangkan kumparan yang paralel dengan tegangan pasokan (yaitu tegangan di seberang kumparan sama dengan tegangan pasokan) disebut kumparan tekanan. Pita peneduh dipasang seperti ditunjukkan dalam diagram di atas sehingga sudut antara fluks dan tegangan yang diterapkan sama dengan 90 derajat.
Sistem Bergerak:
Untuk mengurangi gesekan secara signifikan, digunakan meter energi dengan poros mengambang, gesekan dikurangi secara signifikan karena cakram berputar yang terbuat dari bahan ringan seperti aluminium tidak bersentuhan dengan permukaan apapun. Cakram tersebut mengambang di udara. Pertanyaan yang mungkin muncul dalam pikiran kita adalah bagaimana cakram aluminium bisa mengambang di udara? Untuk menjawab pertanyaan ini, kita perlu melihat detail konstruksi dari cakram khusus ini, sebenarnya cakram ini terdiri dari magnet kecil di permukaan atas dan bawah. Magnet atas tertarik ke elektromagnet di bantalan atas, sementara magnet permukaan bawah juga tertarik ke magnet bantalan bawah, oleh karena gaya-gaya berlawanan ini, cakram aluminium berputar yang ringan mengambang.
Sistem Pengereman:
Magnet permanen digunakan untuk menghasilkan torsi pengereman pada meter energi tipe induksi fase tunggal yang diposisikan di dekat sudut cakram aluminium.
Sistem Penghitungan:
Angka-angka yang ditandai pada meter proporsional dengan putaran yang dibuat oleh cakram aluminium, fungsi utama dari sistem ini adalah untuk mencatat jumlah putaran yang dibuat oleh cakram aluminium. Sekarang mari kita lihat operasi kerja dari meter tipe induksi fase tunggal. Untuk memahami kerja meter ini, mari kita pertimbangkan diagram yang diberikan di bawah ini:
Di sini kita telah mengasumsikan bahwa kumparan tekanan sangat induktif dan terdiri dari sejumlah besar lilitan. Arus yang mengalir dalam kumparan tekanan adalah Ip yang tertinggal dibelakang tegangan dengan sudut 90 derajat. Arus ini menghasilkan fluks F. F dibagi menjadi dua bagian Fg dan Fp.
Fg yang bergerak di bagian reluktansi kecil di seberang celah samping.
Fp: Ini bertanggung jawab untuk produksi torsi penggerak pada cakram aluminium. Fluks ini bergerak dari jalur reluktansi tinggi dan sefasa dengan arus dalam kumparan tekanan. Fp bersifat bolak-balik dan oleh karena itu menghasilkan emf Ep dan arus Ip. Arus beban yang ditunjukkan dalam diagram di atas mengalir melalui kumparan arus menghasilkan fluks pada cakram aluminium, dan karena fluks bolak-balik ini pada cakram logam, terjadi arus eddy yang berinteraksi dengan fluks Fp yang menghasilkan torsi. Karena kita memiliki dua kutub, maka dua torsi dihasilkan yang saling berlawanan. Oleh karena itu, dari teori meter induksi yang telah kita bahas di atas, torsi bersih adalah selisih dari kedua torsi tersebut.
Keuntungan Meter Tipe Induksi
Berikut adalah keuntungan dari meter tipe induksi:
