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


Ich zitiere zunächst einen Auszug aus der Standard-Werksanweisung für das Induktionsmessgerät. Ich warne Sie sofort, wenn Sie nicht an der Fakultät für Elektrotechnik der Universität studieren, wird Ihnen der folgende Text schwer fallen. Selbst für mich als eine Person, die sorgfältig die theoretischen Grundlagen der Elektrotechnik studiert hat, musste ich dieses Fragment 3-4 mal neu lesen, um zu verstehen, was der Autor meinte. Es scheint, dass es auf Russisch geschrieben ist, und aus elektrotechnischer Sicht gibt es keine Fehler, aber es ist schwer zu sagen, dass es einfach keine Stärke gibt. Schrieb tief abstrusen theoretischen Professor oder Kandidat. Nicht für Leute. Daher können die meisten nicht so hochentwickelten Menschen sofort das Nachwort lesen, in dem ich all dies in der bürgerlichen Sprache zu sagen versuchte.

Um die über einen bestimmten Zeitraum verbrauchte elektrische Energie zu berechnen, müssen Momentanwerte der Wirkleistung zeitlich integriert werden. Bei einem sinusförmigen Signal ist die Leistung gleich dem Produkt der Spannung des Stroms im Netzwerk zu einem bestimmten Zeitpunkt. Jeder elektrische Energiezähler arbeitet nach diesem Prinzip. Die folgende Abbildung zeigt ein Blockdiagramm des elektromechanischen Zählers.

Blockdiagramm des Induktionszählers

Also, ein Auszug aus der Betriebsanweisung:

Das Prinzip des Induktionszählers

Der Stromzähler ist ein elektrisches Gerät zur Messung der Strommenge.
Das Funktionsprinzip von Induktionsgeräten basiert auf der mechanischen Wechselwirkung von magnetischen Wechselflüssen mit den im beweglichen Teil des Geräts 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 durchquert die bewegliche Aluminiumscheibe und induziert darin Wirbelströme, die sich um die Bahn des Spannungselektromagnetpols schließen. Der zweite Strom wird durch einen Elektromagneten erzeugt, dessen Wicklung in Reihe mit dem Stromkreis verbunden ist. Dieser Fluss induziert in der Scheibe auch Wirbelströme, die sich um die Spur des Pols ihres Elektromagneten schließen. Das Zusammenwirken des Spannungsmagnets mit induzierten Strömen in der Scheibe durch den Strom eines Stromelektromagneten mit induzierten Strömen in der gleichen Scheibe durch einen Elektromagnetspannungsfluß verursacht andererseits elektromagnetische Kräfte, die entlang der Scheibensehne gerichtet sind und ein Drehmoment erzeugen. Solche Zähler werden Double-Flow genannt.
Moderne Zähler werden dreiflutig ausgeführt, wobei das doppelte Drehmoment dadurch erzeugt wird, dass der magnetische Fluss des Stromkreises die Aluminiumscheibe zweimal kreuzt.

Schematische Anordnung eines einphasigen Induktionsdreistromzählers mit einem tangentialen Magnetsystem ist in Fig. 5 gezeigt.

Schematische Vorrichtung des Induktionszählers

Abb. 1 Schematische Anordnung eines Induktionsmessers.

Das magnetische System der S- Wellenspannungsschaltung Su befindet sich entlang der Sehne der Scheibe (daher der Name, im Gegensatz zum radialen System, wenn das magnetische System der U- förmigen Spannungsschaltung entlang des Radius der Scheibe angeordnet ist) und hat die Zweige Ш -shunting magnetischer Fluss und gegenüber Р , magnetisch gebunden mit seitlichen Kernen des Kerns. Unter dem magnetischen System der Spannungsschaltung befindet sich das U- förmige Magnetsystem der Stromschaltung S i .
In der Lücke zwischen diesen Systemen befindet sich eine mobile Aluminiumplatte D. An der mittleren Stange des Ш-förmigen Kerns befindet sich eine aus einem dünnen Draht bestehende Mehrwindungsspule, die auf die Spannung des Netzes U geschaltet ist . Der Strom Iu , der durch diese Wicklung fließt, erzeugt einen gemeinsamen magnetischen Fluß Ä des Spannungskreises im allgemeinen , von dem ein kleiner Teil, der Arbeitsstrom, die Scheibe kreuzt und durch das Gegenteil von P zu den Seitenstäben des Ш-förmigen Kerns geschlossen ist. Ein großer Teil der Strömung commonly schneidet die Scheibe gewöhnlich nicht, wird durch magnetische Nebenschlüsse von closed geschlossen und verzweigt sich in zwei Teile ½ Ä ш . Dieser nicht arbeitende Strom Ä ш , wie unten gezeigt wird, ist notwendig, um die notwendige Verschiebung zwischen den Flüssen u 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 Nebenschlusses Ш des oberen Kerns und teilweise durch seine seitlichen Stäbe. Ein kleiner nicht arbeitender Teil des Stromes Φ schließt, ohne die Platte zu kreuzen, durch das Gegenteil von Ρ . Diese Komponenten des Flusses i in der Figur sind nicht gezeigt. Ein vereinfachtes Vektordiagramm des Zählermeßelements ist in Fig. 2 für den allgemeinen Fall gezeigt, wenn der Laststrom hinter der Spannung U um den Winkel j zurückbleibt .

Vektordiagramm

Abb. 2 Vektordiagramm des Induktionszählers.

Der magnetische Fluß Φ i , der den magnetischen Kreis durchläuft, erzeugt in ihm die Verluste aufgrund von Hysterese und Wirbelströmen, wodurch der Flußvektor Φ i hinter dem ihn erzeugenden Strom I um einen Winkel α & sub1 ; Normalerweise ist dieser Winkel klein (etwa 10 ° ) und wird verwendet, wenn der Zähler an der inneren Ecke justiert wird.
Die Spannungsspule hat einen großen induktiven Anteil, so daß der Strom I hinter der an ihn angelegten Spannung U um einen Winkel von 70 ° nacheilt . Der Strom & PHgr; fällt im Allgemeinen hinter dem von ihm erzeugten Strom Iu in einem Winkel & agr; 2aufgrund der Verluste aufgrund von Hysterese und Wirbelströmen im Kern nach, und die Komponente der diese durchquerenden Strömung Φu bleibt aufgrund zusätzlicher Verluste durch Wirbelströme in der Aluminiumscheibe um einen größeren Winkel zurück. Der Winkel der Phasenverschiebung Y zwischen den Flüssen & PHgr; i und & PHgr; u für den korrekten Betrieb des Zählers sollte 90 ° betragen, wie nachstehend gezeigt wird.
In Abb. Fig . 3 zeigt eine Aluminiumscheibe mit Spuren von Magnetflußpolen Au und Flüssen + Äi und -Φi . Kreuze werden für die gleichen Zeitpunkte benannt, die vom Beobachter, Punkt - zum Beobachter gerichtet sind.

Abb. 3 Die Ströme in der Zählerscheibe.

Der Fluss von u wird in der Scheibe der EMF sein. Wirbelströme, die dem Strom I 'entsprechen , die sich in der Scheibe um die Polschiene schließt, wird der Strom Φ i , der die Scheibe zweimal kreuzt, äquivalente Ströme einführen, die um die Spuren " ihrer " Pole schließen.
Seit der EMF in der Festplatte induziert hinter ihren Magnetflüssen um 90 ° nacheilen, wenn wir den Widerstand der Platte als rein aktiv annehmen, stimmen die von ihnen verursachten Ströme in der Scheibe in Phase mit der EMK überein. und folglich hinter der Strömung, die sie ebenfalls erzeugte, um einen Winkel von 90 ° nacheilen. Die Richtung der induzierten Ströme wird durch die Regel des Bohrers bestimmt. Die Ströme, die durch den Strom Ф i induziert werden, der im Bereich der Spur des Pols u in einer Richtung verläuft, summieren sich. Der induzierte Strom I u ' verläuft im Bereich der Spuren der Pole + Φ i und Φ i und interagiert zweimal mit dem Fluß Φ i , was zu einer Zunahme der elektromagnetischen Wechselwirkungskraft führt, und dies ist der Vorteil von Dreistrom-Magnetsystemen vor dem Doppelstrom.

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

Induktions- elektrisches Messgerät, Gerät zur Messung elektrischer Größen in Wechselstromkreisen. Im Gegensatz zu den elektrischen Messgeräten anderer Systeme kann die Ionosphäre in Wechselstromkreisen einer bestimmten Frequenz verwendet werden; Geringfügige Änderungen führen zu großen Lesefehlern. In der UdSSR erhielten Induktions-Amperemeter, Voltmeter der Ausbreitung nicht; Wattmeter aus den frühen 50er Jahren. 20 Cent auch nicht produziert. Moderne Kraftwerke werden nur als elektrische Energiezähler für einphasige und dreiphasige Wechselstromkreise der industriellen 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 sich bewegendes oder rotierendes Magnetfeld, das einen Strom in dem sich bewegenden Teil induziert und dessen Rotation verursacht. In Bezug auf die Anzahl der variablen Magnetflüsse, die im beweglichen Teil des Instruments einen Strom induzieren,

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

REFERENZEN Aluker, Sh. M., Elektrische Meßinstrumente, 2. Aufl., Moskau, 1966; Popov VS, Elektrotechnische Messungen und Geräte, 7 ed., M.-L., 1963.

1. Ein Induktionszähler ist nämlich ein banaler asynchroner Motor und kann wie jeder Motor sowohl in eine Richtung als auch in eine andere drehen. Um dies zu tun, ist es ausreichend, die Richtung des Stroms in irgendeiner seiner Wicklungen zu ändern.

2. Ich möchte auch den Punkt auf einer Phrase von der Betriebsanweisung betonen. " Der Winkel der Phasenverschiebung Y zwischen den Flüssen von Φ i und Φ u für den korrekten Betrieb des Zählers sollte gleich 90 ° sein ,
Das heißt, damit der Zähler nur die Wirkenergie berücksichtigt, müssen die von der Spannungsspule und der Stromspule erzeugten Magnetflüsse um 90 Grad phasenverschoben werden. Zu diesem Zweck werden in den Zählern spezielle Shunts verwendet, die diesen Winkel regeln. Über sie wird später erzählt. Wenn die Shunts falsch abgestimmt sind, wird der Zähler zusätzlich reaktive Energie aktiv berücksichtigen oder einfach ungenau Energie berücksichtigen.