Приборы индукционной системы

Конструкция и принцип действия. Принцип действия индукционных приборов основан на взаимодействии двух или нескольких переменных магнитных потоков с токами, индуцированными в подвижном проводнике (например, диске).

Типичным представителем этой системы является классический индукционный счетчик – измеритель активной энергии. Рассмотрим устройство и принцип действия индукционного однофазного счетчика активной энергии. На рис. 3.15 показана упрощенная конструкция такого прибора. Основными элементами являются два магнитопровода со своими обмотками (напряжения и токовой), вращающийся диск и счетный механизм. Как и ваттметр, счетчик содержит обмотки тока и напряжения. Включается счетчик в цепь так же, как и ваттметр.

Схема (рис. 3.16) и векторная диаграмма (рис. 3.17) поясняют принцип действия этого прибора.

Рассмотрим работу счетчика на примере входных сигналов напряжения и тока синусоидальной формы с действующими значениями, равными, соответственно, U и I. Входное напряжение U, приложенное к обмотке напряжения 2, создаст в ней ток имеющий по отношению к напряжению U сдвиг по фазе, близкий к 90° (из-за большого индуктивного сопротивления этой обмотки). Ток рождает магнитный поток Ф в среднем сердечнике магнитопровода обмотки напряжения. Этот поток Ф делится на два потока: нерабочий поток Ф_Ц1, который замыкается внутри магнитопровода; и основной поток Ф _и2, пересекающий диск б, закрепленный на оси 7 и вращающийся вместе с нею. Этот основной поток замыкается через противополюс 5.

Рис. 3.15. Упрошенная конструкция индукционного однофазного

счетчика

Рис. 3.16. Схема, поясняющая принцип действия счетчика:

1 – магнитопровод обмотки напряжения; 2 – обмотка напряжения;

3 – магнитопровод обмотки тока; 4 – обмотка тока; 5 – противополюс;

6 – диск; 7– ось; 8 – червячная передача; 9 – счетный механизм

Входной ток /, текущий в обмотке тока 4, создает в магнитопроводе 3 магнитный поток Ф/, который дважды пересекает диск 6. Поток Ф отстает от тока I на небольшой угол потерь а/ (поскольку сопротивление токовой обмотки мало).

Таким образом, диск пересекают два магнитных потока Ф_и2 и Ф (не совпадающих в пространстве и имеющих фазовый сдвиг у. При этом в диске возникает вращающий момент М

Рис. 3.18. Схема включения однофазного счетчика активной энергии