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§ 6 Wie ist der elektrische Induktionszähler (für Elektriker) angeordnet?


Zunächst werde ich einen Auszug aus der Standard-Werksanweisung für das Induktionsmessgerät zitieren. Ich werde Sie sofort warnen, wenn Sie nicht an der Fakultät für Elektrotechnik der Universität studieren, wird Ihnen der folgende Text schwerfallen. Sogar für mich, als eine Person, die sorgfältig die theoretischen Grundlagen der Elektrotechnik studierte, musste ich dieses Fragment 3-4 mal nachlesen, um zu verstehen, was der Autor meinte. Es scheint, dass es in russischer Sprache geschrieben ist, und zwar aus elektrotechnischer Sicht, da es keine Fehler gibt, aber es ist schwer zu sagen, dass es einfach keine Stärke gibt. Schrieb einen äußerst abstrusen theoretischen Professor oder Kandidaten. Nicht für Leute. Die meisten, die nicht so anspruchsvoll sind, können daher sofort die Nachschrift lesen, in der ich versucht habe, dies alles in ziviler Sprache anzugeben.

Zur Berechnung der über einen bestimmten Zeitraum verbrauchten elektrischen Energie müssen Momentanwerte der Wirkleistung zeitlich integriert werden. Für ein sinusförmiges Signal ist die Leistung gleich dem Produkt der Spannung am Strom im Netzwerk zu einem bestimmten Zeitpunkt. Jeder elektrische Energiezähler arbeitet nach diesem Prinzip. Die folgende Abbildung zeigt ein Blockschaltbild des elektromechanischen Zählers.

Blockschaltbild des Induktionszählers

Also, ein Auszug aus der Werksanleitung:

Das Prinzip des Induktionszählers

Der Stromzähler ist ein elektrisches Gerät zur Messung der Strommenge.
Das Funktionsprinzip von Induktionsvorrichtungen beruht auf der mechanischen Wechselwirkung von magnetischen Wechselströmen mit im bewegten Teil der Vorrichtung induzierten Strömen. Im Zähler wird einer der Ströme von einem Elektromagneten erzeugt, dessen Wicklung auf die Netzspannung (in der der Strom gemessen wird) eingeschaltet wird. Dieser Strom kreuzt die bewegliche Aluminiumscheibe und induziert Wirbelströme, die sich um die Bahn des Spannungselektromagnetpols schließen. Der zweite Strom wird von einem Elektromagneten erzeugt, dessen Wicklung in Reihe mit dem Stromkreis geschaltet ist. Dieser Fluss induziert in der Scheibe auch Wirbelströme, die sich um die Spur des Pols ihres Elektromagneten schließen. Die Wechselwirkung des Spannungselektromagneten mit induzierten Strömen in der Scheibe durch die Strömung eines Stromelektromagneten mit induzierten Strömen in der gleichen Scheibe durch einen Spannungselektromagnetfluß verursacht andererseits elektromagnetische Kräfte, die entlang der Bandsehne gerichtet sind und ein Drehmoment erzeugen. Solche Zähler werden als Doppelfluss bezeichnet.
Moderne Zähler werden im Drei-Durchfluss-Verfahren durchgeführt, bei dem das verdoppelte Drehmoment dadurch entsteht, dass der Magnetfluss des Stromkreises die Aluminiumscheibe zweimal kreuzt.

Schematische Anordnung eines einphasigen Induktions-Drei-Strom-Zählers mit einem tangentialen magnetischen System ist in Fig.

Schematische Vorrichtung des Induktionszählers

Fig. 1 Schematische Anordnung eines Induktionszählers.

Das magnetische System der S- Wellen- Spannungsschaltung Su ist entlang der Sehne der Scheibe angeordnet (daher der Name anders als das Radialsystem, wenn das magnetische System der U- förmigen Spannungsschaltung entlang des Radius der Scheibe angeordnet ist) und einen magnetischen Shunt-Shunt-Fluss und entgegengesetzt P magnetisch mit seitlichen Kernen des Kerns. Unter dem Magnetsystem der Spannungsschaltung befindet sich das U- förmige Magnetsystem des Stromkreises S i .
In der Lücke zwischen diesen Systemen befindet sich eine mobile Aluminiumscheibe D. Auf der Mittelstange des Ш-förmigen Kerns befindet sich eine Mehrfachspule aus einem dünnen Draht, die auf die Spannung des Netzes U geschaltet ist . Der Strom Iu , der diese Wicklung durchläuft, erzeugt im allgemeinen einen gemeinsamen magnetischen Fluss ß der Spannungsschaltung, von dem ein kleiner Teil von ßu , der Arbeitsstrom genannt wird, die Scheibe kreuzt und durch die entgegengesetzte Richtung P zu den Seitenstäben des Ш-förmigen Kerns verschlossen ist. Ein Großteil der Strömung Ф schneidet die Scheibe gewöhnlich nicht, ist durch magnetische Shunts von closed geschlossen und verzweigt sich in zwei Teile ½ Ф ш . Dieser nicht arbeitende Strom Ф ш ist , wie unten gezeigt wird, notwendig, um die notwendige Verschiebung zwischen den Flüssen Ф u und Ф i (dem inneren Winkel des Zählers) zu erzeugen.
Auf dem unteren Magnetsystem S i befindet sich eine Malovit-Spule aus dickem Draht, die mit dem Laststromkreis I in Reihe geschaltet ist . Der magnetische Fluss Φ i kreuzt die Aluminiumscheibe zweimal und schließt sich entlang des magnetischen Shunts Ш des oberen Kerns und teilweise durch seine lateralen Stangen. Ein kleiner nicht arbeitender Teil des Stroms Φ i schließt, ohne die Scheibe zu durchqueren, durch das Gegenteil von Ρ . Diese Komponenten der Strömung Ä in der Figur sind nicht gezeigt. Ein vereinfachtes Vektordiagramm des Meßgerätes ist in Fig. 2 für den allgemeinen Fall gezeigt, wenn der Laststrom um den Winkel j hinter der Spannung U liegt .

Vektordiagramm

Fig. 2 Vektordiagramm des Induktionszählers.

Der magnetische Fluss Φ i , der durch den magnetischen Kreis fließt, erzeugt in ihm die Verluste aufgrund von Hysterese und Wirbelströmen, wodurch der Flussvektor Φ i hinter dem Strom I , der ihn erzeugt, um einen Winkel α 1 nacheilt . Normalerweise ist dieser Winkel klein (ungefähr 10 ° ) und wird verwendet, wenn der Zähler durch die innere Ecke eingestellt wird.
Die Spannungsspule weist eine große induktive Komponente auf, so dass der Strom I u hinter der an sie angelegten Spannung U um einen Winkel von 70 ° nacheilt . Der Strom l neigt aufgrund der Verluste durch Hysterese und Wirbelströme im Kern in der Regel unter einem Winkel α 2hinter dem dadurch erzeugten Strom Iu, wobei die durch die Scheibe kreuzende Komponente dieses Flusses tou durch zusätzliche Verluste aufgrund von Wirbelströmen in der Aluminiumscheibe um einen größeren Winkel nacheilt . Der Winkel der Phasenverschiebung Y zwischen den Flüssen Φ i und Φ u für den korrekten Betrieb des Zählers sollte 90 ° betragen, wie nachstehend gezeigt wird.
In Fig. 3 zeigt eine Aluminiumscheibe mit Spuren von magnetischen Flusspolen & mgr; u und Flüssen + & Dgr ; i und & ndash; & thgr; i . Kreuze werden für den gleichen Zeitfluss bestimmt, der vom Beobachter gerichtet ist, Punkt - zum Beobachter.

Fig. 3 Die Ströme auf der Zählerscheibe.

Der Fluss von Ф u wird in der Diskette der EMF sein. Wirbelströme, die dem Strom Iu entsprechen , der in der Scheibe um die Polschiene schließt, wird der Strom Φ i , der die Scheibe zweimal kreuzt, äquivalente Ströme einführen - i i ' , die sich um die Spuren ihrer " Pole schließen.
Da die emf in der Platte induziert hinter ihren magnetischen Flüssen um 90º zurückbleiben, dann, wenn wir annehmen, daß der Widerstand der Platte rein aktiv ist, werden die von ihnen verursachten Ströme in der Phase in Übereinstimmung mit der EMK fallen. und folglich hinter der Strömung zurückbleiben, die sie auch um einen Winkel von 90 ° erzeugte. Die Richtung der induzierten Ströme wird durch die Regel des Bohrers bestimmt. Die Ströme, die durch den Strom Ф i induziert werden, die sich im Bereich der Spur des Pols Ф u in einer Richtung bewegen , addieren sich. Der induzierte Strom I u ' durchläuft im Bereich der Spuren der Pole + Φ i und Φ i und wechselwirkt ebenfalls zweimal mit dem Fluss Φ i , was zu einer Erhöhung der elektromagnetischen Wechselwirkungskraft führt, und dies ist der Vorteil von Dreistrom-Magnetsystemen vor dem Doppelstrom.

PS . Was bedeutet das alles? Lassen Sie uns ein Zitat aus einer anderen Quelle zitieren, es wird die erste Schlussfolgerung genau illustrieren:

Elektrisches Induktionsmessgerät , Gerät zur Messung elektrischer Größen in Wechselstromkreisen. Im Gegensatz zu den elektrischen Messinstrumenten anderer Systeme kann die Ionosphäre in Wechselstromkreisen einer bestimmten Frequenz verwendet werden; geringfügige Änderungen führen zu großen Fehlern in den Messwerten. In der UdSSR haben die Induktions-Amperemeter, die Propagations-Voltmeter nicht erhalten; Wattmeter aus den frühen 50er Jahren. 20 Cent. auch nicht produziert. Moderne Kraftwerke werden nur als Stromzähler für einphasige und dreiphasige Wechselstromkreise mit industrieller Frequenz (50 Hz ) hergestellt. Gemäß dem Prinzip der Wirkung eines Elektromotors ist es ähnlich einem asynchronen Elektromotor: Der Laststrom, der entlang des Arbeitskreises der Vorrichtung fließt, erzeugt ein wanderndes oder rotierendes Magnetfeld, das einen Strom in dem beweglichen Teil induziert und seine Drehung verursacht. In Bezug auf die Anzahl der variablen magnetischen Flüsse, die einen Strom in dem sich bewegenden Teil des Instruments induzieren, werden Ein-Strom- und Multi-

Strukturell besteht das Magnetfeld aus einem Magnetsystem, einem beweglichen Teil und einem Permanentmagneten. Das Magnetsystem enthält 2 Elektromagnete mit komplexen Kernen, auf denen Wicklungen mit parallelem und sequentiellem Einschluss im Lastkreis angeordnet sind; bewegliches Teil - dünne Aluminium- oder Messingscheibe im Feld des Magnetsystems; Ein Permanentmagnet erzeugt ein Bremsmoment . Sie sind unempfindlich gegen den Einfluss äußerer Magnetfelder und haben eine erhebliche Überlastfähigkeit.

REFERENZEN Aluker, M. M., Electrical measuring instruments, 2 ed., Moscow, 1966; Popov VS, Elektrotechnische Messungen und Vorrichtungen, 7 ed., M.-L., 1963.

1. Das heißt, ein Induktionszähler ist ein banaler Asynchronmotor und kann wie jeder Motor sowohl in eine als auch in eine andere Richtung drehen. Dazu genügt es, die Richtung des Stroms in einer seiner Wicklungen zu ändern.

2. Ich möchte auch den Punkt auf einem Satz aus der Werksanweisung hervorheben: " Der Winkel der Phasenverschiebung Y zwischen den Flüssen von Φ i und Φ u für den korrekten Betrieb des Zählers sollte gleich 90 ° sein ,
Dies bedeutet, dass der von der Spannungsspule und der Stromspule erzeugte Magnetfluss um 90 ° phasenverschoben sein muss, damit der Zähler nur die Wirkenergie berücksichtigt. Zu diesem Zweck werden in den Zählern spezielle Shunts verwendet, die diesen Winkel regeln. Über sie wird später erzählt. Werden die Shunts falsch eingestellt, berücksichtigt der Zähler zusätzlich aktiv die Blindenergie oder nimmt nur ungenau Energie in Kauf.