Contatore di energia con dispositivi di regolazione del ritardo

Sappiamo che nei contatori di energia a induzione, per mantenere la velocità di rotazione proporzionale alla potenza, "l'angolo di fase tra la tensione di alimentazione e il flusso della bobina di pressione dovrebbe essere uguale a 90o". Tuttavia, nella pratica, l'angolo tra la tensione di alimentazione e il flusso della bobina di pressione non è esattamente 90o ma qualche grado in meno. Pertanto, vengono utilizzati alcuni dispositivi di regolazione del ritardo per regolare l'angolo di ritardo. Consideriamo la figura fornita accanto:

Nella figura accanto abbiamo introdotto un'altra bobina posizionata sul braccio centrale con un numero di spire pari a N. Questa bobina è chiamata bobina di ritardo. Quando forniamo la tensione di alimentazione alla bobina di pressione, essa genera un flusso F. Ora, questo flusso è diviso in due parti Fp e Fg, Fp taglia il disco mobile e si collega anche con la bobina di ritardo. A causa della bobina di ritardo, si induce una f.e.m. El che è in ritardo rispetto al flusso Fp di un angolo di 90o, inoltre Il è in ritardo rispetto a El di un angolo di 90o. La bobina di ritardo produce un flusso Fl. Il flusso risultante che taglia il disco mobile è la combinazione di Fl e Fp. Ora, il valore risultante di questo flusso è in fase con il valore risultante dell'mmf della bobina di ritardo o di schermatura e il valore risultante dell'mmf della bobina di schermatura può essere regolato utilizzando due metodi

1. Regolando la resistenza elettrica.

2. Regolando le bande di schermatura.

Discutiamo questi punti in maggior dettaglio:
(1) Regolazione della resistenza della bobina:

Se la resistenza elettrica nella bobina è alta, la corrente sarà bassa e quindi l'mmf della bobina diminuisce, pertanto l'angolo di ritardo diminuisce. Quindi dobbiamo diminuire la resistenza, e la resistenza può essere ridotta utilizzando un filo più spesso nelle bobine. Quindi, regolando la resistenza elettrica, possiamo indirettamente regolare l'angolo di ritardo.
(2) Regolando le bande di schermatura su e giù sul braccio centrale, possiamo regolare l'angolo di ritardo perché, quando spostiamo le bande di schermatura verso l'alto, esse avvolgono più flusso, quindi l'f.e.m. indotto aumenta, quindi l'mmf aumenta con l'aumento del valore dell'angolo di ritardo. Quando spostiamo le bande di schermatura verso il basso, esse avvolgono meno flusso, quindi l'f.e.m. indotto diminuisce, quindi l'mmf diminuisce con la diminuzione del valore dell'angolo di ritardo. Quindi, regolando la posizione delle bande di schermatura, possiamo regolare l'angolo di ritardo.

Compensazione dell'Attrito

Per compensare le forze d'attrito, dobbiamo applicare una piccola forza nella direzione di rotazione del disco. Questa forza applicata dovrebbe essere indipendente dal carico, in modo che il contatore possa leggere correttamente anche a carichi leggeri. Tuttavia, una sovra-compensazione dell'attrito porta al cosiddetto strisciamento. Lo strisciamento può essere definito come la rotazione continua del disco solo attraverso l'energizzazione della bobina di pressione, mentre non c'è corrente che scorre nella bobina di corrente. Per evitare lo strisciamento, vengono trapanate due buche, diametralmente opposte tra loro, sul disco. A causa di ciò, il percorso circolare effettivo delle correnti indotte nel disco viene distorto come mostrato nella figura. Inoltre, il centro dei percorsi effettivi delle correnti indotte si sposta da C a C1. Ora, C1 diventa il polo magnetico equivalente prodotto da queste correnti indotte, quindi la forza netta sul disco in rotazione tenderà a spostare C1 ulteriormente lontano dall'asse del polo C. Così, il disco striscerà fino a quando la buca trapanata raggiungerà il bordo del polo, tuttavia, una ulteriore rotazione del disco sarà contrastata da una coppia opposta prodotta dal meccanismo sopra descritto.

Compensazione del Sovraccarico

In condizioni di carico, il disco si muove continuamente. Pertanto, si induce una f.e.m. dovuta alla rotazione, chiamata f.e.m. indotta dinamicamente. A causa di questa f.e.m., si producono correnti indotte che interagiscono con il campo magnetico in serie per produrre una coppia frenante. Ora, questa coppia frenante è direttamente proporzionale al quadrato della corrente, quindi aumenta costantemente e oppone la rotazione del disco. Per evitare la produzione di questa coppia frenante autogenerata, la velocità a pieno carico del disco viene mantenuta il più bassa possibile, in modo da ridurre la coppia frenante. Errori nei contatori di energia monofase: Gli errori causati da entrambi i sistemi (cioè, il sistema di trazione e il sistema di frenatura) sono elencati separatamente come segue:

Errori Causati dal Sistema di Trazione

1. Errore Dovuto a Circuito Magnetico Non Simmetrico
   Se il circuito magnetico non è simmetrico, si produce una coppia di trazione, a causa della quale il contatore striscia.

2. Errore Dovuto a Angolo di Fase Errato
   Se non c'è una differenza di fase appropriata tra i vari fasori, ciò comporta una rotazione impropria del disco. Un angolo di fase errato è dovuto a una regolazione del ritardo impropria, a una variazione della resistenza con la temperatura o a una frequenza di alimentazione anomala.

3. Errore Dovuto a Valore Errato dei Flussi
   Ci sono diverse ragioni per un valore errato dei flussi, tra cui i principali sono valori anomali di corrente e tensione.

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