ИНДУКЦИОННЫЕ ПРИБОРЫ

Общие сведения. Индукционные приборы состоят из индукционного измерительного механизма с отсчетным устройством и измерительной схемой.

Принцип действия индукционных измерительных механизмов основан на взаимодействии магнитных потоков электромагнитов и вихревых токов, индуктированных магнитными потоками в подвижной части, выполненной в виде алюминиевого диска.

В настоящее время из индукционных приборов находят применение счетчики электрической энергии в цепях переменного тока.

Счетчики электрической энергии.

Устройство и схема включения индукционного счетчика показаны на рис. 5-24, где 1 — трехстержневой магнитопровод с обмоткой напряжения; 2 — счетный механизм; 3 — алюминиевый диск, укрепленный на оси;

4 — постоянный магнит для создания тормозного момента; 5 — П-образный магнитопровод с токовой обмоткой.

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

Рис. 5-24. Устройство и схема включения индукционного счетчика

где — постоянный коэффициент.

На подвижную часть счетчика (алюминиевый диск) действует тормозной момент, пропорциональный частоте вращения диска. Этот момент создается в результате действия тока, наводимого во вращающемся между полюсами постоянного магнита диске, и определяется выражением

где — постоянный коэффициент; — частота вращения диска.

Приравнивая вращающий и тормозной моменты, получим

Число оборотов диска за время измерения энергии определяется интегралом по времени от частоты вращения диска

где — постоянная счетчика; — энергия, прошедшая через счетчик за интервал времени

Отсчет энергии производится по показаниям счетного механизма — счетчика оборотов, градуированного в единицах энергии. Единице электрической энергии (обычно регистрируемой счетным механизмом, соответствует определенное число оборотов подвижной части счетчика. Это соотношение, называемое передаточным числом Л, указывается на счетчике.

Величину, обратную передаточному числу, т. е. отношение зарегистрированной энергии к числу оборотов диска, называют номинальной постоянной Сном. Значения А и Сном зависят только от конструкции счетного механизма и для данного счетчика остаются неизменными.

Под действительной постоянной счетчика С понимают количество энергии, действительно прошедшей через счетчик за один оборот подвижной части. Действительная постоянная в отличие от номинальной зависит от тока нагрузки, а также от внешних условий (температуры, частоты и т. д.). Зная , можно определить относительную погрешность счетчика

где — энергия, измеренная счетчиком, действительное значение энергии, прошедшей через счетчик.

Счетчики активной энергии выпускают классов точности 0,5; 1,0; 2; 2,5; счетчики реактивной энергии - 1,5; 2 и 3. Класс точности счетчиков нормирует относительную основную погрешность и другие метрологические характеристики.

Государственным стандартом устанавливается порог чувствительности (в процентах) счетчика, определяемый выражением где — минимальное значение тока, при котором диск счетчика начинает безостановочно вращаться; — номинальное для счетчика значение тока в токовой обмотке. При этом напряжение и частота тока в цепи должны быть номинальными, Согласно ГОСТ 6570-75 порог чувствительности не должен превышать — для счетчиков класса точности 0,5 и 0,5 % — для классов 1,0; 1,5 и 2. Для счетчиков реактивной энергии классов 2,5 и 3 значение должно быть не более

Вращение диска при отсутствии тока в нагрузке и при наличии напряжения в параллельной цепи счетчика называют самоходом. Согласно ГОСТ 6570-75 самохода не должно быть при любом напряжении от 80 до номинального.

Погрешность счетчика зависит от режима его работы, поэтому государственным стандартом нормируется разная относительная погрешность при различных нагрузках.

Под действием внешних факторов у счетчика появляются дополнительные погрешности, также нормируемые государственным стандартом. Дополнительные погрешности возникают вследствие искажения формы кривой тока и напряжения, колебаний напряжения и частоты, резкого перепада мощности, потребляемой нагрузкой, и некоторыми другими факторами.

Кроме однофазных индукционных счетчиков, промышленность выпускает также трехфазные счетчики активной и реактивной энергии. Трехфазные счетчики представляют собой как бы три (трехэлементные) или два (двухэлементные) счетчика, объединенные одной осью вращения. Двухэлементные счетчики применяют при измерении энергии в трехпроводных трехфазных цепях, а трехэлементные счетчики — в четырехпроводных цепях.