Indukcijas veida skaitītāji
Indukcijas veida mērītāju darbības un konstrukcijas princips ir ļoti vienkāršs un viegli saprotams, tādēļ tie plaši tiek izmantoti enerģijas mērīšanai gan mājsaimniecību, gan rūpnieciskajā pasaulē. Visos indukcijas mērītājos mums ir divi magnētlauki, kas tiek radīti ar diviem dažādiem maiņstrāvas straumiem uz metāla diska. Tā kā magnētlauki ir maiņstrāva, tad tie rada inducēto elektromotīvu (EMF), ko radītā EMF vienā punktā (kā parādīts zemāk redzamajā attēlā) interakcija ar citāda puses maiņstrāvi rezultē torquja radīšanā.
Līdzīgi, EMF, ko radītā punktā divi, interakcija ar maiņstrāvi punktā viens, atkal rezultē torquja radīšanā, bet pretējā virzienā. Tādējādi, tā kā šie divi torqui ir dažādos virzienos, metāla disks kustas. Tas ir indukcijas veida mērītāju pamatdarbības princips. Tagad izvērsim matemātisko izteiksmi deflecējošam torqujam. Pieņemsim, ka magnētlauka punktā viens ir F1, bet magnētlauka punktā divi ir F2. Tagad šo divu magnētlauku momentānās vērtības var rakstīt kā:
Kur, Fm1 un Fm2 ir attiecīgi maksimālās vērtības magnētlaukiem F1 un F2, B ir fāzes starpība starp abiem magnētlaukiem.
Varam arī rakstīt izteiksmi inducētajiem EMF punktā viens
punktā divi. Tādējādi mums ir izteiksme eddi strāvēm punktā viens ir
Kur, K ir kāds konstants, un f ir frekvence.
Lai iegūtu fāzveida diagrammu, kas skaidri parāda F1, F2, E1, E2, I1 un I2. No fāzveida diagrammas, ir skaidrs, ka I1 un I2 atbilstoši atpaliek no E1 un E2 ar leņķi A.
Leņķis starp F1 un F2 ir B. No fāzveida diagrammas leņķis starp F2 un I1 ir (90-B+A) un leņķis starp F1 un I2 ir (90 + B + A). Tādējādi mēs rakstām izteiksmi deflecējošam torqujam kā
Līdzīgi izteiksme Td2 ir,
Kopējais torqujs ir Td1 – Td2, ievietojot Td1 un Td2 vērtības un vienkāršojot izteiksmi, mēs iegūstam
Kas ir pazīstama kā vispārīgā izteiksme deflecējošam torqujam indukcijas veida mērītājos. Tagad ir divi indukcijas mērītāju veidi, un tie ir šādi:
Vienfāzes veids
Trīsfāzes veida indukcijas mērītāji.
Šeit mēs aplūkosim detalizēti vienfāzes indukcijas veida mērītāju. Zemāk redzams vienfāzes indukcijas veida mērītāja attēls.
Vienfāzes indukcijas veida enerģijas mērītājs sastāv no četriem svarīgiem sistēmām, kas ir šādi:
Pārvietošanas sistēma:
Pārvietošanas sistēma sastāv no diviem elektromagnetiem, uz kuriem ir novietotas spiediena spīdola un strāvas spīdola, kā parādīts augšējā diagrammā. Spīdola, kurā plūst slodzes strāva, sauc par strāvas spīdolu, savukārt spīdola, kas savienota ar piegādes spriegumu (t.i. sprieguma pa spīdolu ir tas pats, kas piegādes spriegums) sauc par spiediena spīdolu. Slēpņu ceptures ir novietotas, kā parādīts augšējā diagrammā, lai radītu leņķi starp magnētlauku un piestiprināto spriegumu, kas ir 90 grādu.
Kustības sistēma:
Lai samazinātu frikcionālo spraugu līdz maksimālam līmenim, tiek izmantots plaukstošā ass enerģijas mērītājs, kurā rotējošais disks, kas izgatavots no ļoti gaistoša materiāla, piemēram, aliuminija, nav saskarsmē ar nevienu virsmu. Tas plauksto gaisā. Mums jāuzdod jautājums, kā aliuminija diska plauksto gaisā? Lai atbildētu uz šo jautājumu, mums jāapsver šī īpašā diska konstrukcijas detaļas, faktiski tā sastāv no maziem magnetiem gan virsnes, gan apakšnes virsmai. Virsnes magnēts tiek piesaistīts elektromagnētam augšējā balierā, savukārt apakšnes virsmas magnēts arī piesaista nelielu baliera magnētu, tādējādi, dēļ šiem pretējiem spēkiem, gaistošais rotējošais aliuminija diska plauksto.
Brīdināšanas sistēma:
Nepārtraukts magnēts tiek izmantots, lai radītu brīdināšanas torquju vienfāzes indukcijas enerģijas mērītājos, kas ir novietoti tuvu aliuminija diska stūrim.
Saskaitīšanas sistēma:
Mērītāja numuri ir proporcionāli rotācijām, ko veic aliuminija diska, šī sistēmas galvenā funkcija ir reģistrēt rotāciju skaitu, ko veic aliuminija diska. Tagad aplūkosim vienfāzes indukcijas mērītāja darbības principu. Lai labāk saprastu šī mērītāja darbību, aplūkosim zemāk redzamo diagrammu:
Mēs esam pieņēmuši, ka spiediena spīdola ir ļoti induktīva un sastāv no ļoti liela skaita spīdolām. Strāva, kas plūst spiediena spīdolā, ir Ip, kas aizvērta ar 90 grādu leņķi pret spriegumu. Šī strāva radīt magnētlauku F. F ir sadalīts divās daļās Fg un Fp.
Fg kustas mazā pretestības daļā caur malu spraugām.
Fp: Tas ir atbildīgs par braukšanas torquja radīšanu aliuminija diskā. Tas kustas no lielas pretestības ceļa un ir fāzē ar strāvu spiediena spīdolā. Fp ir maiņstrāva rakstura un tādēļ radīt EMF Ep un strāvu Ip. Slodzes strāva, kas parādīta augšējā diagrammā, kas plūst caur strāvas spīdolu, radīt magnētlauku aliuminija diskā, un tādējādi šī mai
