Licznik energii z urządzeniami do korekcji przesunięcia fazowego

Wiemy, że w indukcyjnych licznikach energii, aby utrzymać prędkość obrotową proporcjonalną do mocy, „Kąt fazowy między napięciem zasilania i strumieniem magnetycznym cewki ciśnieniowej powinien wynosić 90o“. Jednak w praktyce kąt między napięciem zasilania a strumieniem magnetycznym cewki ciśnieniowej nie wynosi dokładnie 90o, ale jest o kilka stopni mniejszy. Dlatego stosuje się pewne urządzenia do korekty opóźnienia. Rozważmy poniższy rysunek:

Na poniższym rysunku wprowadziliśmy dodatkową cewkę, która znajduje się na środkowym ramieniu z liczbą zwinięć równą N. Ta cewka nazywana jest cewką opóźniającą. Gdy podamy napięcie zasilające do cewki ciśnieniowej, powstanie strumień magnetyczny F. Teraz ten strumień magnetyczny zostaje podzielony na dwie części Fp i Fg. Strumień Fp przecina obracającą się tarczę i wiąże się również z cewką opóźniającą. Dzięki cewce opóźniającej indukuje się napięcie El, które opóźnione jest względem strumienia Fp o kąt 90o. Prąd Il opóźniony jest również względem napięcia El o kąt 90o. Cewka opóźniająca produkuje strumień Fl. Otrzymany rezultant strumienia, który przecina obracającą się tarczę, jest kombinacją Fl i Fp. Teraz wartość rezultanta tego strumienia jest w fazie z rezultantem mmf cewki opóźniającej, a wartość rezultanta mmf cewki opóźniającej może być dostosowana za pomocą dwóch metod

1. Dostosowaniem oporu elektrycznego.

2. Dostosowaniem pasów przyciemniających.

Omówmy te punkty bardziej szczegółowo:
(1) Dostosowanie oporu cewki:

Jeśli opór elektryczny w cewce jest wysoki, prąd będzie niski, a więc mmf cewki maleje, co prowadzi do zmniejszenia kąta opóźnienia. Dlatego musimy zmniejszyć opór, a można to zrobić używając grubszego drutu w cewkach. Dostosowując opór elektryczny, możemy pośrednio dostosować kąt opóźnienia.
(2) Dostosowując pozycję pasów przyciemniających w górę i w dół na środkowym ramieniu, możemy dostosować kąt opóźnienia, ponieważ gdy przesuwamy pasy przyciemniające w górę, obejmują one większą ilość strumienia magnetycznego, co zwiększa indukowane napięcie, a więc mmf zwiększa się wraz ze wzrostem wartości kąta opóźnienia. Gdy przesuwamy pasy przyciemniające w dół, obejmują one mniejszą ilość strumienia magnetycznego, co zmniejsza indukowane napięcie, a więc mmf maleje wraz ze spadkiem wartości kąta opóźnienia. Dostosowując pozycję pasów przyciemniających, możemy dostosować kąt opóźnienia.

Kompensacja tarcia

Aby skompensować siły tarcia, należy zastosować małą siłę w kierunku obrotu tarczy. Ta zastosowana siła powinna być niezależna od obciążenia, aby licznik mógł poprawnie odczytywać przy lekkim obciążeniu. Jednak nadmierne kompensowanie tarcia prowadzi do pełzania. Pełzanie definiuje się jako ciągłe obroty tarczy tylko przez zasilanie cewki ciśnieniowej, podczas gdy żaden prąd nie płynie przez cewkę prądową. Aby uniknąć pełzania, w tarczy są wierce dwa otwory, które są naprzeciwko siebie. W wyniku tego efektywna ścieżka wirujących prądów indukcyjnych tarczy jest zniekształcona, jak pokazano na rysunku. Ponadto środek efektywnych ścieżek wirujących prądów indukcyjnych przesuwa się z C do C1. Teraz C1 staje się równoważnym biegunem magnetycznym wytworzonym przez te wirujące prądy indukcyjne, a więc siła netto na obracającej się tarczy będzie tendować do oddalenia C1 od osi bieguna C. Tarcza będzie pełzała, dopóki wiercony otwór nie znajdzie się blisko krawędzi bieguna, jednak dalsze obroty tarczy są przeciwstawiane przez moment obrotowy, który jest produkowany przez powyższy mechanizm.

Kompensacja przeciążenia

Pod obciążeniem tarcza ciągle się porusza. W związku z tym indukuje napięcie, które jest wynikiem obrotu, nazywane napięciem dynamicznie indukowanym. W wyniku tego napięcia powstają wirujące prądy indukcyjne, które interakują z szeregowym polem magnetycznym, tworząc moment hamujący. Ten moment hamujący jest proporcjonalny do kwadratu prądu, dlatego ciągle rośnie i przeciwstawia się obrotowi tarczy. Aby uniknąć produkcji tego samoczynnego momentu hamującego, prędkość pełnego obciążenia tarczy jest utrzymywana jak najniżej, aby zmniejszyć moment hamujący. Błędy w jednofazowych licznikach energii: Błędy spowodowane zarówno przez system napędowy, jak i hamujący, są zapisane osobno:

Błąd spowodowany przez system napędowy

1. Błąd spowodowany asymetrycznym obwodem magnetycznym
   Jeśli obwód magnetyczny nie jest symetryczny, powstaje moment napędowy, który powoduje pełzanie licznika.

2. Błąd spowodowany niewłaściwym kątem fazowym
   Jeśli nie ma właściwej różnicy fazowej między różnymi wektorami, prowadzi to do niewłaściwego obrotu tarczy. Niewłaściwy kąt fazowy jest wynikiem niewłaściwej regulacji opóźnienia, zmiany oporu wraz z temperaturą lub może być spowodowany nietypową częstotliwością napięcia zasilania.

3. Błąd spowodowany niewłaściwą wartością strumieni magnetycznych
   Istnieje wiele powodów niewłaściwej wartości strumieni magnetycznych, a głównymi z nich są nietypowe wartości prądu i napięcia.

Oświadczenie: Szanuj oryginalność, dobre artykuły są warte udostępnienia, w przypadku naruszenia praw autorskich prosimy o kontakt w celu usunięcia.