Induksjonstyper målere
Prinsippet for fungering og konstruksjon av induksjonstype måler er veldig enkelt og lett å forstå, derfor brukes disse vidt i måling av energi både i hjemlige og industrielle sammenhenger. I alle induksjonsmålere har vi to feltstyrker som produseres av to forskjellige alternerende strømmer på et metallisk skive. På grunn av de alternerende feltstyrkene oppstår det en induert spenning, spenningen som produseres ved ett punkt (som vist i figuren nedenfor) interagerer med den alternerende strømmen på den andre siden, noe som fører til produksjon av dreiemoment.
Tilsvarende, spenningen som produseres ved punkt to, interagerer med den alternerende strømmen ved punkt ett, noe som igjen fører til produksjon av dreiemoment, men i motsatt retning. Derfor, på grunn av disse to dreiemomentene, som er i ulike retninger, beveger metallskiven seg.
Dette er det grunnleggende prinsippet for fungering av en induksjonstype måler. La oss nå utlede den matematiske uttrykket for dreiemoment. La oss anta at feltstyrken produsert ved punkt ett er lik F1 og feltstyrken ved punkt to er lik F2. Nå kan de øyeblikkelige verdiene av disse to feltstyrkene skrives som:
Der, Fm1 og Fm2 er henholdsvis maksimalverdiene av feltstyrkene F1 og F2, B er faseforskjellen mellom de to feltstyrkene.
Vi kan også skrive uttrykket for de induerte spenningsene ved punkt ett som
ved punkt to. Så har vi uttrykket for kringløpsstrømmer ved punkt ett som
Der, K er en konstant og f er frekvens.
La oss tegne fasordiagrammet som tydelig viser F1, F2, E1, E2, I1 og I2. Fra fasordiagrammet er det klart at I1 og I2 henholdsvis ligger bak E1 og E2 med vinkel A.
Vinkelen mellom F1 og F2 er B. Fra fasordiagrammet er vinkelen mellom F2 og I1 (90-B+A) og vinkelen mellom F1 og I2 er (90 + B + A). Så skriver vi uttrykket for dreiemomentet som
Tilsvarende uttrykket for Td2 er,
Det totale dreiemomentet er Td1 – Td2, ved innsetting av verdien av Td1 og Td2 og forenkling av uttrykket får vi
Som er kjent som det generelle uttrykket for dreiemomentet i induksjonstype målere. Det finnes to typer induksjonsmålere, og de er skrevet som følger:
Enfasetype
Trefasetype induksjonsmålere.
Her skal vi diskutere enfasetyper av induksjonstype i detalj. Nedenunder er bildet av enfasetype induksjonstype måler.
Enfasetype induksjonstype energimåler består av fire viktige systemer, som er skrevet som følger:
Drevsystem:
Drevsystemet består av to elektromagneter hvor trykkspole og strømspoler er opptatte, som vist ovenfor i diagrammet. Spolen som inneholder laststrømmen kalles strømspole, mens spolen som er parallelt med forsyningsvoltage (altså spenningen over spolen er samme som forsyningsvoltage) kalles trykkspole. Skuggebånd er opptatte som vist ovenfor i diagrammet for å gjøre vinkelen mellom feltstyrken og anvendte spenning lik 90 grader.
Bevegelig system:
For å redusere friksjon til større grad, blir flytande akse energimåler brukt, friksjonen reduseres til stor grad fordi roterende disken, som er laget av svært lett materiale som aluminium, ikke er i kontakt med noen overflate. Den flyter i luften. En spørsmål må stige i vårt sinn, hvordan flyter aluminiumdisken i luften? For å svare på dette spørsmålet må vi se konstruksjonaldetaljene til denne spesielle disken, faktisk består den av små magneter på både øvre og nedre overflater. Øvre magnet trekkes til en elektromagnet i øvre leir, mens nedre overflate magnet også trekkes mot nedre leirmagnet, derfor, på grunn av disse motsatte kreftene, flyter den lette roterende aluminiumdisken.
Bremsesystem:
En permanent magnet brukes for å produsere bremsedreiemoment i enfasetype induksjonsenergimålere, som er plassert nær hjørnet av aluminiumdisken.
Tellingssystem:
Tall merket på måleren er proporsjonalt med antallet omganger gjort av aluminiumdisken, hovedfunksjonen til dette systemet er å registrere antallet omganger gjort av aluminiumdisken. La oss nå se på driftsoperasjonen av enfasetype induksjonsmåler. For å forstå fungeringen av denne måleren, la oss betrakte diagrammet gitt nedenfor:
Her har vi antatt at trykkspolen er høygradig induktiv i naturen og består av et svært stort antall vikter. Strømmen som flyter i trykkspolen er Ip som ligger bak spenningen med en vinkel på 90 grader. Denne strømmen produserer feltstyrken F. F er delt i to deler Fg og Fp.
Fg som beveger seg på den lille motstandsdelen over sidegapene.
Fp: Denne er ansvarlig for produksjonen av drevdreiemoment i aluminiumdisken. Den beveger seg fra høy motstandsbane og er i fase med strømmen i trykkspolen. Fp er alternerende i natur og derfor spenningen Ep og strømmen Ip. Laststrømmen som er vist i diagrammet ovenfor, flyter gjennom strømspolet, produserer feltstyrke i aluminiumdisken, og på grunn av denne alternerende feltstyrken på den metalliske disken, produseres det en kringløpsstrøm som interagerer med feltstyrken Fp som resulterer i produksjon av dreiemoment. Da vi har to poler, produseres det to dreiemoment som er motsatt hverandre. Derfor, fra teorien om induksjonsmåler som vi allerede har diskutert ovenfor, er det netto dreiemomentet differansen mellom de to dreiemomentene.
