3.9 Індукційний прилад.

ОДНОФАЗНИЙ ЛІЧИЛЬНИК ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ

Принцип дії індукційного приладу заснований на взаємодії двох або декількох магнітних потоків з індукованими ними струмами в рухомій частині механізму. Конструктивні особливості індукційного приладу розглянемо на прикладі індукційного лічильника електричної енергії. (див. рисунок 4)

Рисунок 4 – Конструктивна схема індукційного приладу

На рисунку наведені такі позначення: 1 – котушка напруги (1.1) з магнітопровідом (обмотка напруги); 2 – котушка струму (2.1) з магнітопровідом (обмотка струму); 3 – алюмінієвий диск на осі; 4 – постійний магніт; 5 – додаткова котушка; 6 – спеціальна петля; 7 – короткозамкнені виткі; 8 – клеми.

Розглянемо принцип дії індукційного лічильника в математичному логічному взаємозв’язку, для чого приймемо умовні позначення, а саме:

Умовне позначення	Пояснення
Ii	Струм, що проходить по обмотці струму
IU	Струм, що проходить по обмотці напруги
Ii Wi	Намагнічуюча сила, яка виникає в обмотці струму
IU WU	Намагнічуюча сила, яка виникає в обмотці напруги
Фi	Магнітний потік обмотки струму
ФU =ФUроб+ФUроз	Магнітний потік обмотки напруги, який складається з робочого магнітного потоку та з потоку розсіювання
Еi	ЕРС, яка виникає в обмотці струму
ЕU	ЕРС, яка виникає в обмотці напруги
IВi	Вихровий струм в диску від дії магнітного потоку Фi
IВU	Вихровий струм в диску від дії магнітного потоку ФUроб
F1	Сила, яка створює перший момент обертання Мобер1 в диску
F2	Сила, яка створює другий момент обертання Мобер2 в диску
MОБЕР	Результуючий момент обертання

Отже, принцип дії індукційного лічильника можна описати так:

U	Обмотка струму		взаємодія
	→ Ii → Ii Wi → Фi → Еi → IВi → IU →IU WU →ФU= (ФUроб+ФUроз)→ЕU →IВU	алюмінієвий диск
	Обмотка напруги

взаємодія

ФUроб та IВi → F1 → Мобер1 → Фi та IВU → F2 → Мобер2 →

Аналіз розробленої моделі, яка описує принцип дії індукційного лічильника, показує, що момент обертання виникає при трьох умовах, а саме:

• магнітний потоків повинно бути два: Ф_i - магнітний потік обмотки струму та Ф_Uроб - магнітний потік обмотки напруги (його робоча складова);

• магнітні потоки повинні бути змінними;

• магнітні потоки повинні перетинати алюмінієвий диск в двох точках та між собою повинні бути зсунуті на кут φ.

Однією з головних деталей індукційного лічильника є постійний магніт, в магнітному полі якого обертається диск. Слід відзначити, що в диску буде наводитися ще один струм, величина якого буде тим більшою, чим більше швидкість обертання диска. Цей струм завжди направлений так, щоб диск загальмувався. Як результат виникає протидіючий тормозний момент, який в певний момент часу стане рівним моменту обертання, в роботі індукційного лічильника наступає сталий режим роботи.

До паспортних даних індукційного лічильна належить: тип, клас точності, номінальна напруга, номінальний струм, номінальна частота, передаточне число у вигляді запису: «1 кВт = 1250 оборотів», умови експлуатації, чутливість, потужність, що споживається.

Аналітичні залежності, описують теорію індукційного приладу

Обертаючий момент	(,),	Обертаючий момент прямо пропорційний активній потужності кола
Гальмовий момент	, де nдиска – обороти диска за одиницю часу	Гальмовий момент прямо пропорційний швидкості обертання диска
Усталена швидкість обертання диску	при ;,	Частота обертання диска прямо пропорційна активній потужності кола
Споживання електричної енергії	, де СД – дійсна постійна лічильника; Nt – обороти диска за час t	Споживання електричної енергії прямо пропорційне числу оборотів диска лічильника
Номінальна постійна лічильника	, А - передаточне число лічильника	Це номінальна витрата електричної енергії за один оборот диска
Передаточне число лічильника	«1 кВт·год. = 600 обертів диска»	Відповідність однієї одиниці енергії, що вимірюється, певній кількості оборотів диска
Похибка лічильника