Liczniki indukcyjne

Zasada działania i konstrukcja licznika indukcyjnego jest bardzo prosta i łatwa do zrozumienia, dlatego są szeroko stosowane do pomiaru energii zarówno w gospodarstwach domowych, jak i w przemyśle. We wszystkich licznikach indukcyjnych mamy dwa pola magnetyczne, które są generowane przez dwa różne prądy przemiennego na dysku metalowym. Dzięki polom magnetycznym przemiennym powstaje wywołane napięcie, napięcie wytworzone w jednym punkcie (jak pokazano na poniższym rysunku) oddziaływuje z prądem przemiennym z drugiej strony, co prowadzi do powstania momentu obrotowego.

Podobnie, napięcie wytworzone w punkcie drugim oddziaływało z prądem przemiennym w punkcie pierwszym, powodując ponownie powstanie momentu obrotowego, ale w przeciwnym kierunku. W związku z tym, dzięki tym dwóm momentom obrotowym, które działają w różnych kierunkach, dysk metalowy się porusza.
To jest podstawowa zasada działania liczników indukcyjnych. Teraz wywiedźmy matematyczne wyrażenie dla momentu odchylenia. Przyjmijmy, że pole magnetyczne wytworzone w punkcie pierwszym wynosi F1, a pole magnetyczne w punkcie drugim wynosi F2. Teraz wartości chwilowe tych dwóch pól magnetycznych można zapisać jako:

Gdzie, Fm1 i Fm2 są odpowiednio maksymalnymi wartościami pól magnetycznych F1 i F2, B to różnica faz między dwoma polami magnetycznymi.
Możemy również zapisać wyrażenie dla wywołanych napięć w punkcie pierwszym jako

w punkcie drugim. Tak więc mamy wyrażenie dla prądów wirowych w punkcie pierwszym:

Gdzie, K to pewna stała, a f to częstotliwość.
Narysujmy diagram fazowy jasno pokazujący F1, F2, E1, E2, I1 i I2. Z diagramu fazowego wynika, że I1 i I2 są odpowiednio opóźnione względem E1 i E2 o kąt A.

Kąt między F1 i F2 wynosi B. Z diagramu fazowego wynika, że kąt między F2 i I1 wynosi (90-B+A), a kąt między F1 i I2 wynosi (90 + B + A). Tak więc możemy zapisać wyrażenie dla momentu odchylenia jako

Podobnie wyrażenie dla Td2 to,

Całkowity moment to Td1 – Td2, po podstawieniu wartości Td1 i Td2 i uproszczeniu wyrażenia otrzymujemy

Co jest znane jako ogólne wyrażenie dla momentu odchylenia w licznikach indukcyjnych. Teraz istnieją dwa rodzaje liczników indukcyjnych, a są one następujące:

• Jednofazowy typ

• Trójfazowy typ liczników indukcyjnych.

Tutaj omówimy szczegółowo jednofazowy licznik indukcyjny. Poniżej znajduje się obraz jednofazowego licznika indukcyjnego.

Jednofazowy licznik indukcyjny składa się z czterech ważnych systemów, które są następujące:
System napędowy:
System napędowy składa się z dwóch elektromagnesów, na których nawinięte są cewki naciskowe i prądowe, jak pokazano na powyższym rysunku. Cewka, która zawiera prąd obciążenia, nazywana jest cewką prądową, podczas gdy cewka, która jest połączona równolegle z napięciem zasilającym (tj. napięcie na cewce jest takie samo jak napięcie zasilające) nazywana jest cewką naciskową. Na cewkach nawinięto pasma osłonowe, jak pokazano na powyższym rysunku, aby kąt między polem magnetycznym i napięciem zastosowanym był równy 90 stopni.
System ruchomy:
Aby zredukować tarcie do większego stopnia, używa się licznika z wolną osią, gdzie tarcie jest zredukowane do większego stopnia, ponieważ obracający się dysk wykonany z bardzo lekkiego materiału, takiego jak aluminium, nie jest w kontakcie z żadną powierzchnią. Unosi się w powietrzu. Powinno nas zastanowić, jak dysk z aluminium unosi się w powietrzu? Aby odpowiedzieć na to pytanie, musimy spojrzeć na szczegółowe informacje konstrukcyjne tego specjalnego dysku. W rzeczywistości dysk ten ma małe magnesy na obu powierzchniach górnej i dolnej. Górny magnes jest przyciągany do elektromagnesu w górnej łożysku, podczas gdy magnes na powierzchni dolnej również przyciąga do magnesu w dolnym łożysku, więc dzięki tym przeciwnym siłom lekki obracający się dysk z aluminium unosi się.
System hamujący:
Do produkcji momentu hamującego w jednofazowych licznikach indukcyjnych używany jest stały magnes, który jest umieszczony w pobliżu rogu dysku z aluminium.
System liczący:
Liczby oznaczone na liczniku są proporcjonalne do obrotów wykonanych przez dysk z aluminium, główne zadanie tego systemu polega na zapisywaniu liczby obrotów wykonanych przez dysk z aluminium. Teraz spójrzmy na działanie jednofazowego licznika indukcyjnego. Aby zrozumieć działanie tego licznika, rozważmy poniższy rysunek:

Przyjęliśmy, że cewka naciskowa jest bardzo indukcyjna i składa się z bardzo dużej liczby zwinięć. Prąd płynący w cewce naciskowej to Ip, który opóźniony jest względem napięcia o 90 stopni. Ten prąd tworzy pole magnetyczne F. F jest podzielone na dwie części Fg i Fp.

1. Fg które porusza się na małej drodze reluctancji przez boczne szczeliny.

2. Fp: Jest odpowiedzialne za produkcję momentu napędowego w dysku z aluminium. Porusza się z drogi reluctancji wysokiej i jest w fazie z prądem w cewce naciskowej. Fp jest zmienny i tworzy napięcie Ep i prąd Ip. Prąd obciążenia, pokazany na powyższym rysunku, płynący przez cewkę prądową, tworzy pole magnetyczne w dysku z aluminium, a dzięki temu zmiennemu polu magnetycznemu na metalowym dysku powstaje prąd wirowy, który oddziałuje z polem magnetycznym Fp co prowadzi do powstania momentu. Ponieważ mamy dwa bieguny, powstają dwa momenty, które działają w przeciwnych kierunkach. Stąd, zgodnie z teorią liczników indukcyjnych, którą omówiliśmy wcześniej, całkowity moment to różnica dwóch momentów.

Zalety liczników indukcyjnych

Oto zalety liczników indukcyjnych:

1. Są tańsze w porównaniu do przyrządów typu z ruchomym żelazem.