Inductiemeters

Het principe van werking en constructie van een inductie type meter is zeer eenvoudig en gemakkelijk te begrijpen, daarom worden deze breed gebruikt voor het meten van energie in zowel de huishoudelijke als de industriële wereld. In alle inductiemeters hebben we twee fluxen die worden geproduceerd door twee verschillende wisselstromen op een metalen schijf. Door de wisselende fluxen ontstaat er een geïnduceerde spanning, de spanning die op één punt wordt geproduceerd (zoals getoond in de onderstaande afbeelding) interacteert met de wisselstroom aan de andere kant, wat resulteert in de productie van een koppel.

Op dezelfde manier interacteert de spanning die op punt twee wordt geproduceerd met de wisselstroom op punt één, wat opnieuw tot de productie van een koppel leidt, maar in tegengestelde richting. Daarom beweegt de metalen schijf door deze twee koppels, die in verschillende richtingen staan. Dit is het basisprincipe van het werken van een inductie type meters. Laten we nu de wiskundige uitdrukking voor het afwijkkoppel afleiden. Stel dat de flux op punt één gelijk is aan F1 en de flux op punt twee gelijk is aan F2. De momentane waarden van deze twee fluxen kunnen als volgt worden geschreven:

Waarbij, Fm1 en Fm2 respectievelijk de maximale waarden zijn van de fluxen F1 en F2, B is de faseverschillen tussen de twee fluxen.
We kunnen ook de uitdrukking voor de geïnduceerde spanningen op punt één schrijven als

op punt twee. Dus hebben we de uitdrukking voor de draaikringstromen op punt één

Waarbij, K een constante is en f de frequentie is.
Laten we een fasor diagram maken dat duidelijk F1, F2, E1, E2, I1 en I2 toont. Uit het fasordiagram blijkt dat I1 en I2 respectievelijk achterlopen op E1 en E2 met hoek A.

De hoek tussen F1 en F2 is B. Uit het fasordiagram is de hoek tussen F2 en I1 (90-B+A) en de hoek tussen F1 en I2 (90 + B + A). Dus schrijven we de uitdrukking voor het afwijkkoppel als

Op dezelfde manier is de uitdrukking voor Td2,

Het totale koppel is Td1 – Td2, door de waarde van Td1 en Td2 in te vullen en de uitdrukking te vereenvoudigen, krijgen we

Dit staat bekend als de algemene uitdrukking voor het afwijkkoppel in de inductie type meters. Er zijn twee soorten inductiemeters en zij worden als volgt genoemd:

• Enkelefase type

• Driefase type inductiemeters.

Hier gaan we gedetailleerd over het enkelefase inductie type praten. Hieronder is een afbeelding van een enkelefase inductie type meter.

Een enkelefase inductie type energiemeter bestaat uit vier belangrijke systemen die als volgt zijn opgeschreven:
Aandrijfsysteem:
Het aandrijfsysteem bestaat uit twee elektromagneten waarop drukspiraal en stroomspiraal zijn gewikkeld, zoals getoond in de bovenstaande tekening. De spiraal die de belastingstroom bevat, wordt stroomspiraal genoemd, terwijl de spiraal die parallel staat met de voedingsspanning (dat wil zeggen, de spanning over de spiraal is hetzelfde als de voedingsspanning) wordt drukspiraal genoemd. Schaduwbanden zijn gewikkeld zoals getoond in de tekening om de hoek tussen de flux en de aangebrachte spanning gelijk te maken aan 90 graden.
Bewegingssysteem:
Om wrijving in hoge mate te verminderen, wordt een zwevende as energiemeter gebruikt. De wrijving wordt in hoge mate verminderd omdat de roterende schijf, die gemaakt is van zeer licht materiaal zoals aluminium, niet in contact staat met enige oppervlakte. Het zweeft in de lucht. Een vraag moet in ons opkomen: hoe kan de aluminium schijf in de lucht zweven? Om deze vraag te beantwoorden, moeten we de constructiedetails van deze speciale schijf bekijken. Eigenlijk bestaat hij uit kleine magneten op zowel de boven- als onderkant. De bovenste magneet wordt aangetrokken tot een elektromagneet in de bovenste lager, terwijl de magneet aan de onderkant ook wordt aangetrokken tot de magneet in de onderste lager. Daardoor zweeft de lichte roterende aluminium schijf door deze tegenovergestelde krachten.
Remsysteem:
Een permanente magneet wordt gebruikt om remkoppel te produceren in enkelefase inductie energiemeters, die zich in de buurt van de hoek van de aluminium schijf bevinden.
Tel systeem:
De nummers op de meter staan in verhouding tot de omwentelingen die de aluminium schijf maakt. De hoofdfunctie van dit systeem is om het aantal omwentelingen dat de aluminium schijf maakt, vast te leggen. Laten we nu kijken naar de werking van de enkelefase inductiemeter. Om het werken van deze meter te begrijpen, laten we de onderstaande tekening beschouwen:

Hier hebben we aangenomen dat de drukspiraal zeer inductief van aard is en bestaat uit een zeer groot aantal windingen. De stroom die door de drukspiraal loopt is Ip die 90 graden achterloopt op de spanning. Deze stroom produceert flux F. F wordt verdeeld in twee delen Fg en Fp.

1. Fg die beweegt over het gedeelte met kleine weerstand over de zijgaten.

2. Fp: Het is verantwoordelijk voor de productie van aandrijfkoppel in de aluminium schijf. Het beweegt vanaf het pad met hoge weerstand en is in fase met de stroom in de drukspiraal. Fp is wisselend van aard en dus de spanning Ep en de stroom Ip. De belastingstroom, zoals getoond in de bovenstaande tekening, loopt door de stroomspiraal en produceert flux in de aluminium schijf, en door deze wisselende flux op de metalen schijf, wordt een eddy current geproduceerd die interacteert met de flux Fp wat resulteert in de productie van koppel. Omdat we twee polen hebben, worden er twee koppels geproduceerd die elkaar tegengaan. Dus, volgens de theorie van de inductiemeter die we al eerder hebben besproken, is het netto koppel het verschil tussen de twee koppels.

Voordelen van Inductie Type Meters