Файл: Электрические измерения. Общий курс учебник.pdf

применяются для измерений небольших мощностей при больших углах сдвигов фаз (например, при измерениях потерь на гистерезис и вихревые токи в магнит­

Рис. 91. Схематическое изображение устройства и включения в цепь однофазного счетчика

Измерения энергии однофазного переменного тока. Как известно, электрическая энергия определяется выражением

Энергия измеряется электрическими счетчиками. Для счетчиков переменного тока используются индукционные измерительные меха­ низмы.

На рис. 91 схематично показано устройство и включение в цепь однофазного индукционного счетчика. Основными узлами и элемен­ тами измерительного механизма счетчика являются: электромаг­ ниты А и Б, называемые соответственно последовательным и парал-

148

лельным электромагнитами (обмотки Ot и Ou носят те я\е названия); аллюминиевый диск Д, укрепленный на оси О; постоянный магнит МТ О р и другие элементы, название и назначение которых приводятся ниже.

По конструктивным особенностям и расположению сердечника параллельного электромагнита счетчики разделяются на радиаль­ ные и тангенциальные. В первых сердечники электромагнита Б рас­ положены по радиусу диска (рис. 91), а в тенгенциальных — по хорде (рис. 92). В СССР теперь производятся только тангенциаль­ ные счетчики типа СО. Радиальные счетчики типа Б, выпускавшиеся ранее, еще находятся в большом количестве в эксплуатации. Обмотка

Рис. 92. Устройство тангенциального однофаз­ ного счетчика

Оі электромагнита А выполняется из небольшого числа витков отно­ сительно толстого провода и включается в цепь последовательно. Обмотка Ou электромагнита Б, имеющая большое число витков, выполняется из тонкого провода и включается параллельно нагрузке.

Ток / в последовательной обмотке счетчика создает поток Ф/, который проходит через сердечник электромагнита А и частично через сердечник электромагнита Б и дважды пересекает диск (рис. 91 и 92). Ток Іи в параллельной обмотке сердечника создает потоки Фгу

Фи в радиальном механизме (рис. 91) замыкается по шунтирующему стержню Ш, а в тангенциальном (рис. 92) — через крайние стержни электромагнита Б. Этот поток не пересекает диска и непосредствен­ ного участия в создании вращающего момента не принимает. Назы­ вается он нерабочим потоком параллельной цепи в отличие от потока

149

существу диск пронизывается потоками Фѵ и Ф/ (потоком Ф/ — дважды).

В связи с наличием больших воздушных зазоров на пути пото­ ков Ф[ и Фц можно с достаточным приближением считать зависи­ мость между этими потоками и токами / и Іѵ линейной, т. е.

где U — напряжение на параллельной обмотке; zu — полное соп­ ротивление параллельной обмотки.

Ввиду малости активного сопротивления параллельной обмотки по сравнению с ее индуктивным сопротивлением Хи можно принять

Подставляя выражения потоков в уравнение (70) и объединяя

где к — постоянная.

Для дальнейшего анализа работы счетчика воспользуемся век­

150

Как следует из диаграммы, ір = ß — а/ — ср. Если выполнить условие ß — ai — л/2, то ф = л/2 — «р. Тогда уравнение (96) при­ мет вид:

т. е. вращающий момент счетчика пропорционален мощности пере­

собами при регулировке счетчика. Например, для этой цели на электромагните А помещаются короткозамкнутые витки іѵк (рис. 91 и 92), от числа которых зависит угол aj. Для плавного изменения этого угла имеется дополнительная обмотка, замкнутая на регули­ руемое сопротивление г (рис. 92). В некоторых счетчиках регули­ ровка угла ß производится медной пластинкой Э (рис. 91), помещен­

В индукционных счетчиках имеются еще два дополнительных тормозных момента М'т и М'і, возникающих от взаимодействия пере­ менных магнитных потоков Фу и Фі с токами в диске, индуктирован­ ными этими потоками при вращении диска.

По аналогии с выражением (99) для этих дополнительных момен­ тов можно написать

Первые два члена выражения (100), имеющие наибольшее зна­ чение, остаются практически постоянными. Это объясняется тем, что постоянный по величине поток Ф м значительно больше потоков

151