Урок 4. Индукционные измерительные приборы и их применение

Устройство. Индукционные измерительные механизмы (ИИМ) состоят из одного или нескольких неподвижных электромагнитов и подвижной части выполненной в виде алюминиевого диска. Переменные магнитные потоки, направленные перпендикулярно диску, пронизывая его, индуцируют в нем вихревые токи. Взаимодействие этих магнитных потоков с магнитными потоками от вихревых токов вызывает перемещение диска. По числу потоков, пересекающих диск, ИИМ могут быть однопоточными и многопоточными. Однопоточные ип в настоящее время в измерительной технике не применяются. Рассмотрим принцип действия ИИМ на примере счетчика активной энергии. Упрощенная схема индукционного счетчика показана на рис. 2.16.

М еханизм прибора состоит из двух неподвижных магнитопроводов: трехстержневого сердечника с одной катушкой напряжения 1 и П-образного сердечника 5 с двумя последовательно соединенными токовыми катушками, счетного механизма 2, алюминиевого диска 3, жестко укрепленного на оси, и постоянного магнита 4 для создания тормозного момента.

Рис. 2.16. Устройство индукционного прибора.

Уравнение шкалы

Анализ работы индукционного счетчика показывает, что его вращающий момент пропорционален активной мощности переменного тока, т.е.

М вр. = К₁UIcosφ,

Где К₁ – коэффициент пропорциональности, φ – угол сдвига фаз между U и I.

Под влиянием Мвр. диск счетчика начинает вращаться. На диск счетчика действует тормозной момент, который упрощенно можно считать пропорциональным скорости вращения диска

Мт = К₂dα/dt,

Где К₂ – постоянный коэффициент.

При неизменной активной мощности в цепи Мвр. = Мт. Опуская промежуточные вычисления, после интегрирования за промежуток времени от t₁ до t₂ получаем:

Pt = W= C_дN,

Где C_д - действительная постоянная счетчика; N – число оборотов диска за время t.

Метрологические характеристики: счетчики активной энергии выпускаются классов точности 0,5; 1,0; 2,0; 2,5. Порог чувствительности счетчика не должен превышать 0.4% для счетчиков класса точности 0,5 и 0,5% для счетчиков класса точности 1,0; 2,0; 2,5. Счетчик не должен иметь самоход при разомкнутой токовой цепи и изменении напряжения в пределах 220 ±10%.

Применение: индукционный измерительный механизм применяется в счетчиках активной и реактивной энергии в однофазных и трехфазных цепях переменного тока.

ИИП применяются для измерения электрической энергии в однофазных и трехфазных цепях.

Измерение энергии в однофазных и трехфазных цепях

Энергия измеряется счетчиками, в которых используется индукционный измерительный механизм. При токах больше 20 А и напряжениях больше 600 В используются измерительные трансформаторы тока и напряжения.

По точности счетчики активной энергии делятся на классы: 0,5; 1,0; 2,0; 2,5. Счетчики реактивной энергии делятся на классы: 1,5; 2,0; 3,0 .

Рис. 2.17. Трехфазный индукционный счетчик активной энергии непосредственного и трансформаторного включения СА4-И672М

Приведенный на рис. 2.17. счетчик осуществляет измерение и учет активной энергии в трехфазных трех- и четырехпроводных сетях переменного тока:

• класс точности: 2.0

• номинальная частота 50 Гц

• полная мощность потребляемая цепью напряжения от 5,0 до 6,0В.А, активная от 1,5 до 2,0Вт (в зависимости от типа счетчика)

• полная мощность потребляемая цепью тока от 0,6 до 1,0В.А, а с максимальным током более 30А не более 2,5В.А

• диапазон рабочих температур, 0С: от 0 до +40

• межповерочный интервал: 6 лет

• средний срок службы: не менее 32 лет

• полный номенклатурный ряд по номинальному - максимальному току, напряжению и схемам подключения