Indukcijski tip merilnikov
Princip delovanja in konstrukcija indukcijskega merilnika je zelo preprost in lahko razumljiv, zaradi česar so široko uporabljeni za merjenje energije v gospodinjstvih in industriji. V vseh indukcijskih merilnikih imamo dva toka, ki jih ustvarita dve različni izmenični strmi na kovinsko disko. Zaradi izmeničnih tokov je inducirana napetost, napetost, ki se ustvari v eni točki (kot je prikazano na spodnji sliki), interagira z izmeničnim tokom na drugi strani, kar povzroči nastanek vrtilne moči.
Podobno, napetost, ki se ustvari v točki dva, interagira z izmeničnim tokom v točki ena, kar ponovno povzroči nastanek vrtilne moči, toda v nasprotni smeri. Zato zaradi teh dveh vrtilnih moči, ki sta v različnih smerih, se kovinski disk premika.
To je osnovni princip delovanja indukcijskih merilnikov. Sedaj izpeljimo matematični izraz za odbojno vrtilno moč. Nastavimo, da je tok, ki se ustvari v točki ena, enak F1, in tok v točki dva enak F2. Sedaj lahko trenutne vrednosti teh dveh tokov zapišemo kot:
Kjer so Fm1 in Fm2 največji vrednosti tokov F1 in F2, B pa je fazna razlika med dvema tokoma.
Tudi izraz za inducirane napetosti v točki ena lahko zapišemo kot
v točki dva. Tako imamo izraz za eddy tokove v točki ena
Kjer je K neka konstanta in f frekvenca.
Narišimo fazorski diagram, ki jasno prikazuje F1, F2, E1, E2, I1 in I2. Iz fazorskega diagrama je jasno, da I1 in I2 zaostajata za E1 in E2 za kot A.
Kot med F1 in F2 je B. Iz fazorskega diagrama je kot med F2 in I1 (90-B+A) in kot med F1 in I2 (90 + B + A). Tako lahko zapišemo izraz za odbojno vrtilno moč kot
Podobno je izraz za Td2
Celotna vrtilna moč je Td1 – Td2, z vstavljanjem vrednosti Td1 in Td2 in poenostavitvijo izraza dobimo
Kar je znano kot splošni izraz za odbojno vrtilno moč v indukcijskih merilnikih. Obstajata dva tipa indukcijskih merilnikov in so napisani kot sledi:
Enofazni tip
Trefazni tip indukcijskih merilnikov.
Tukaj bomo podrobneje razpravljali o enofaznem indukcijskem tipu. Spodaj je slika enofaznega indukcijskega tipa merilnika.
Enofazni indukcijski tip energijskega merilnika se sestoji iz štirih pomembnih sistemov, ki so navedeni kot sledi:
Vozilni sistem:
Vozilni sistem se sestoji iz dveh elektromagnetov, na katerih so navijeni pritiskni in tokovi, kot je prikazano na zgornjem diagramu. Tok, ki vključuje obremenitveni tok, se imenuje tokov sklop, medtem ko je sklop, ki je vzporeden s strmo napetostjo (tj. napetost na sklop je enaka strmi napetosti), pritiskni sklop. Na sklop so navijene senčne pase, kot je prikazano na zgornjem diagramu, da bi kot med tokom in uporabljeno napetostjo postal enak 90 stopinj.
Premikajoči se sistem:
Za zmanjšanje trenja do večjega obsega se uporablja energijski merilnik s plavajočim valjkom, trenje pa je zmanjšano do večjega obsega, ker rotacijski disk, izdelan iz zelo lahkog materiala, kot je aluminij, ni v stiku z nobeno površino. Plava v zraku. Vprašanje, ki se mora postaviti, je, kako aluminijev disk plava v zraku? Da bi odgovorili na to vprašanje, moramo videti konstrukcijske podrobnosti tega posebnega diska, ki dejansko vsebuje majhne magneti na zgornji in spodnji površini. Zgornji magnet je privlačen k elektromagnetu v zgornjem ležišču, medtem ko je tudi spodnji površinski magnet privlačen k spodnjemu ležišču, zato zaradi teh nasprotnih sil lahek rotacijski aluminijev disk plava.
Brzalni sistem:
Trvale magnet se uporablja za ustvarjanje vrtilne moči v enofaznih indukcijskih energijskih merilnikih, ki so postavljeni blizu roba aluminijevega diska.
Štetni sistem:
Številke, označene na merilniku, so sorazmerne z obrati, ki jih naredi aluminijev disk, glavna funkcija tega sistema je, da zapise število obratov, ki jih naredi aluminijev disk. Sedaj si oglejmo delovanje enofaznega indukcijskega merilnika. Za razumevanje delovanja tega merilnika upoštevajmo spodnji diagram:
Tukaj smo predpostavili, da je pritiskni sklop zelo induktiven narave in sestavljen iz zelo velikega števila zavojev. Tok, ki teče v pritisknem sklopu, je Ip, ki zaostaja za napetostjo za kot 90 stopinj. Ta tok ustvari tok F. F je razdeljen na dva dela Fg in Fp.
Fg ki se premika po manjši opornosti preko bočnih razkorakov.
Fp: To je odgovorno za ustvarjanje pogonske vrtilne moči v aluminijevem disku. Premika se iz visoke opornosti in je v faznem s skokom v pritisknem sklopu. Fp je izmeničen narave in tako napetost Ep in tok Ip. Obremenitveni tok, ki je prikazan na zgornjem diagramu, teče skozi tokov sklop in ustvari tok v aluminijevem disku, in zaradi tega izmeničnega toka na kovinskem disku se ustvari eddy tok ki interagira s tokom F
