Индукционные измерительные механизмы и приборы.

Устройство и принцип действия индукционного ИМ

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

По числу витков, пересекающих подвижную часть, ИМ могут быть однопоточными и многопоточными. Наибольшее распространение получили многопоточные механизмы, а именно – двухпоточные.

Переменные токи I₁ и I₂ протекающие по обмоткам электромагнитов создают переменные магнитные потоки Ф1 и Ф2, смещённые по фазе на угол ψ.

Переменные магнитные потоки Ф1 и Ф2 пересекают диск, индуктируют в нём ЭДС Е1 и Е2, отстающие от своих потоков на 90⁰.

Под действием наведенных ЭДС в алюминиевом диске появляются вихревые токи I_1,2 и I_2,2. От взаимодействия вихревого тока I_2,2 с магнитным потоком Ф1 и вихревого тока I_1,2 с магнитным потоком Ф2 создаётся вращающий момент, действующий на диск. Вращающий момент достигает своего максимального значения, если сдвиг по фазе между потоками равен 90⁰, и зависит от частоты тока.

Индукционные счётчики

Напряжение U, приложенное к обмоткам напряжения, создаёт ток I_U, имеющий угол сдвига фаз относительно напряжения U, близкий к 90⁰ из-за большого реактивного сопротивления обмотки. Ток I_U создаёт магнитный поток Ф в среднем стержне магнитопровода. Поток Ф делится на два потока: Ф_U и Ф_L. Рабочий поток Ф_U пересекает диск и замыкается через противополюс. Нерабочий поток Ф_L замыкается через боковые стержни магнитопровода и непосредственного участия в создании вращающего момента не принимает.

Ток I создаёт в магнитопроводе магнитный поток Ф1, который дважды пересекает диск и проходит через нижнюю часть среднего стержня магнитопровода. Поток Ф1 отстаёт от тока I на угол α_I. Т. о. диск пересекает два не совпадающих в пространстве и имеющих фазовый сдвиг потока Ф_U и Ф1. Возникающие при этом в диске вихревые токи, взаимодействуя с потоками, создают вращающий момент.

Для создания тормозного момента и обеспечения равномерной угловой скорости диска при каждой данной нагрузке служит постоянный магнит. При пересечении вращающимся диском потока магнита в диске наводится ЭДС, возникает ток, а следовательно, и тормозной момент М_т, пропорциональный угловой скорости диска.

Для учёта израсходованной энергии необходимо подсчитывать число оборотов диска, что осуществляется с помощью счётного механизма.