Medidor de Energia com Dispositivos de Ajuste de Defasagem

Sabemos que, em medidores de energia do tipo indutivo, para manter a velocidade de rotação proporcional à potência, "o ângulo de fase entre o fornecimento de tensão e o fluxo da bobina de pressão deve ser igual a 90o". No entanto, na prática, o ângulo entre a tensão de alimentação e o fluxo da bobina de pressão não é exatamente 90o, mas alguns graus a menos. Portanto, são utilizados alguns dispositivos de ajuste de atraso para ajustar o ângulo de atraso. Consideremos a figura ao lado:

Na figura ao lado, introduzimos outra bobina localizada no ramo central com um número de espiras igual a N. Esta bobina é chamada de bobina de atraso. Quando fornecemos tensão à bobina de pressão, ela produz o fluxo F. Agora, este fluxo é dividido em duas partes, Fp e Fg. O fluxo Fp corta o disco móvel e também se liga à bobina de atraso. Devido à bobina de atraso, induz-se uma f.e.m. El que fica atrasada em relação ao fluxo Fp por um ângulo de 90o. Além disso, Il está atrasado em relação a El por um ângulo de 90o. A bobina de atraso produz um fluxo Fl. O fluxo resultante obtido que corta o disco móvel é a combinação de Fl e Fp. O valor resultante deste fluxo está em fase com o mmf resultante da bobina de atraso ou de sombreamento, e o valor resultante do mmf da bobina de sombreamento pode ser ajustado usando dois métodos:

1. Ajustando a resistência elétrica.

2. Ajustando as bandas de sombreamento.

Vamos discutir esses pontos com mais detalhes:
(1) Ajuste da resistência da bobina:

Se a resistência elétrica na bobina for alta, a corrente será baixa, e, portanto, o mmf da bobina diminui, assim como o ângulo de atraso. Então, temos que diminuir a resistência, e a resistência pode ser diminuída usando um fio mais grosso nas bobinas. Assim, ajustando a resistência elétrica, podemos ajustar indiretamente o ângulo de atraso.
(2) Ajustando as bandas de sombreamento para cima e para baixo no ramo central, podemos ajustar o ângulo de atraso, pois, quando movemos as bandas de sombreamento para cima, elas abraçam mais fluxo, portanto, a f.e.m. induzida aumenta, e, consequentemente, o mmf aumenta com o aumento do valor do ângulo de atraso. Quando movemos as bandas de sombreamento para baixo, elas abraçam menos fluxo, portanto, a f.e.m. induzida diminui, e, consequentemente, o mmf diminui com a diminuição do valor do ângulo de atraso. Assim, ajustando a posição das bandas de sombreamento, podemos ajustar o ângulo de atraso.

Compensação de Atrito

Para compensar as forças de atrito, devemos aplicar uma pequena força na direção da rotação do disco. Esta força aplicada deve ser independente da carga, para que o medidor possa ler corretamente até mesmo com cargas leves. No entanto, a supercompensação do atrito leva ao rastejamento. O rastejamento pode ser definido como a rotação contínua do disco apenas pela energização da bobina de pressão, enquanto não há corrente fluindo pela bobina de corrente. Para evitar o rastejamento, são perfurados dois buracos, diametralmente opostos no disco. Devido a isso, o caminho circular efetivo de correntes de Foucault no disco é distorcido, conforme mostrado na figura. Além disso, o centro dos caminhos efetivos de correntes de Foucault é deslocado de C para C1. Agora, C1 torna-se o polo magnético equivalente produzido por essas correntes de Foucault, de modo que a força líquida no disco em rotação tenderá a mover C1 ainda mais longe do eixo do polo C. Assim, o disco rastejará até que o buraco perfurado chegue perto da borda do polo, no entanto, a rotação adicional do disco é oposta pelo torque contrário produzido pelo mecanismo acima mencionado.

Compensação de Sobrecarga

Sob condições de carga, o disco se move continuamente. Portanto, induz-se uma f.e.m. devido à rotação, chamada de f.e.m. dinamicamente induzida. Devido a esta f.e.m., as correntes de Foucault são produzidas, que interagem com o campo magnético em série para produzir um torque de frenagem. Este torque de frenagem é diretamente proporcional ao quadrado da corrente, portanto, aumenta continuamente e opõe-se à rotação do disco. Para evitar a produção deste torque de frenagem autônomo, a velocidade de carga total do disco é mantida tão baixa quanto possível, para que o torque de frenagem autônomo possa ser reduzido. Erros em medidores de energia monofásicos: Os erros causados por ambos os sistemas (ou seja, de acionamento e frenagem) são escritos separadamente como segue:

Erro causado pelo Sistema de Acionamento

1. Erro devido a Circuito Magnético Assimétrico
   Se o circuito magnético não for simétrico, produz-se um torque de acionamento, devido ao qual o medidor rasteja.

2. Erro devido a Ângulo de Fase Incorreto
   Se não houver uma diferença de fase adequada entre os diversos fasores, isso resultará em rotação inadequada do disco. O ângulo de fase incorreto é devido a ajuste de atraso inadequado, variação da resistência com a temperatura ou pode ser devido à frequência anormal da tensão de alimentação.

3. Erro devido a Magnitude Incorreta dos Fluxos
   Há várias razões para a magnitude incorreta dos fluxos, dentre as quais as principais são valores anormais de corrente e tensão.

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