Счетчик электрической энергии

Cхематично устройство может быть представлена следующим образом:

А,Б- электромагниты, В- постоянный магнит.

По конструктивным особенностям и расположению сердечника Б счетчики делятся на радиальные («Б» расположен по радиусу диска) и тангенциальные («Б» расположен по хорде диска).

Обмотка электромагнита «А»создает поток , который отстает от I из – за потерь на гистерезисе и вихревые токи в сердечнике и диске на угол .

Обмотка электромагнита «Б» включается параллельно сопротивлению , и по ней протекает ток , который отстает от u на угол, близкий к 90ْ, т.к. сопротив­ление обмотки электромагнита «Б» преимущественно индуктивное.

создает потоки и .

– рабочий, – нерабочий магнитный поток.

отстает от на угол , а – на угол . Причем>. из – за потерь в диске.

где – коэффициент пропорциональности.

Подставим значения ФI и в (2), имея в виду, что

а .

Тогда

Чтобы в (3) подынтегральное выражение было и пропорционально ак­тивной мощности, необходимо, чтобы, вместе sinψ, стоял cosφ, т.е.

,

т.е. необходимо выполнить условия

Тогда

Условие (4) выполняется регулировкой, как угла β, так и . Для регулировки угла β и служит нерабочий магнитный поток , т.к. обмотка электромагнита Б создает поток ФΣ, который затем делится на и.

,то изменяя , тем самым осуществляется изменение, т.е. в конечном счете, угол β.

Более точно условие (4), которое называется внутренним сдвигом счетчика, выполняется регулировкой угла αI. Для этого на сердечник «А» наматывается несколько витков, замкнутых на сопротивление r для плавной регулировки угла αI. Окончательно (5) принимает вид:

(6)

где W – энергия, израсходованная в цепи;

чувствительность счетчика

,

К – действительная постоянная счетчика

В счетчиках необходимо компенсировать момент трения, т.к. при малых нагруз­ках он может остановиться.

Компенсация момента трения осуществляется следующим способом, рабочий магнитный поток расщепляется на два потока . Которые смещены в пространстве и сдвинуты на угол

Потоки , взаимодействия друг с другом, создаются момент, компенсирующий момент трения. Расщепление потоков осуществляется с помощью медной пластины-экрана. Перемещением пластины можно изменять величину компенсирующего момента. Если он станет больше момента трения, возникнет самоход счетчика: при отсутствии тока нагрузки диск вращается.

Если напряжение % u max, самохода быть не должно. Для устранения самохода к оси счетчика крепится крючок «К» (сталь), который при вращении притягивается к стальной пластине «П»- флажок, намагниченной потоками рассеяния, осуществляя дополнительное торможение.

Отсчет энергии производится по показаниям механизма роликового типа.

Счетчики имеют класс точности: 1,0;2,0; 2,5;3,0. Порог чувствительно­сти для класса точности 1,0 и 2,0 – 0,5 % (не более), для класса точности 2,5;3,0 – не более 1%.

Область использования – цепи переменного тока.

Электродинамический счетчик электрической энергии

Электродинамические счетчики электрической энергии применяется для измерения энергии посто­янного тока. Неподвижные катушки А – А включаются последовательно с нагрузкой, а три жестко соединенные рамки “В”, находящиеся под углом 120˚ друг к другу, образуют вместе с параллельную цепь.

Их концы подведены к коллектору. Наличие трех рамок создает условие для непрерывного вращения подвижной части.

rи – сопротивление параллельной цепи.

Противодействующий момент (тормозной) создается также, как в индукци­онном счетчике эл. энергии. Он равен

Когда

т.е. подвижная часть будет вращаться с постоянной скоростью.

где - постоянная чувствительность счетчика передаточное число.

W=KN, где - действительная постоянная счетчика.

Основной источник погрешности – трение в опорах. Для компенсации этой погрешности служит неподвижная катушка”C”, при взаимодействии которой с рамками “В” возникает дополнительный вращающий момент, компенсирующий момент трения.

Для защиты от внешних магнитных полей механизм счетчика должен быть экраниро­ван. Класс точности, порог чувствительности – те же, что для индукционного счетчика.