Учебное пособие: Трехфазные электрические цепи, электрические машины, измерения электрической энергии, электрического освещения, выпрямления переменного тока

На стальных сердечниках сложной формы, набранных из тонких пластин электротехнической стали, установлены две обмотки (катушки) - токовая обмотка (1) и обмотка напряжения ( 2).

Токовая обмотка выполнена незначительным числом витков медного провода относительно большого сечения, соответствующего номинальному току счетчика. Она включается в сеть последовательно с нагрузкой.

Обмотка напряжения имеет 8-12 тыс. витков тонкой проволоки диаметром 0,8 или 0,12 мм и включается в сеть параллельно нагрузке.

Между сердечниками установлен алюминиевый диск 3, который укреплен на оси 6 и свободно вращается в подпятниках.

Постоянный магнит 4 необходим для создания тормозного момента. На оси 5 расположена червячная передача 7 , которая приводит в движение счетный механизм Все элементы счетчика укреплены на пластмассовом основании и закрываются крышкой. В нижней части основания укреплены клеммы для включения счетчика в сеть.

На лицевой стороне счетчика под стеклом установлен паспорт , в котором указываютсяосновные данные счетчика, например

тип - СО-2

класс точности - 2,5

передаточное число К - 1200 об/ кВт_* час (или другое значение, см. счетчик)

напряжение - 220 В

номинальный ток - 5 А

частота тока - 50 Гц

ГОСТ

заводской номер

год выпуска.

Принцип работы счетчика

При включении катушки напряжения в сеть по ней течет ток, который вызывает в сердечнике 1 магнитный поток Ф , разделенный на две части: Фр и Ф _L , где Фр - рабочий поток, который пронизывает алюминиевый диск и замыкается через противополюсную скобу; Ф_L - магнитный поток, замыкающийся через боковые стержни сердечника и непосредственного участия в создании вращающего момента счетчика не принимающий.

При включении потребителей по токовой катушке течет ток I. Этот ток создает магнитный поток Ф _I , который пересекает диск в двух местах. Это обеспечивается U - образной формой магнитопровода токовой катушки.

Магнитные потоки Фр и Ф_I , пронизывая диск, индуктируют в нем вихревые токи.

Взаимодействие переменных магнитных потоков Фри Ф_I с индуктированными ими токами создает вращающий момент, действующий на диск 3. Величина этого вращающего момента определяется величиной напряжения, под которым находится катушка 2, величиной тока нагрузки I, протекающего по токовой катушке и коэффициентом мощности cos j цепи, в которую включен счетчик

где k - коэффициент пропорциональности.

Таким образом, вращающий момент, действующий на диск счетчика, пропорционален активной мощности цепи, в которую он включен. Под действием этого вращающего момента диск вращается. Установившаяся скорость вращения диска наступает при равенстве вращающего и тормозного моментов:

М_Вр = М_Т

Тормозной момент создается постоянным магнитом 4. Скорость вращения диска пропорциональна мощности потребителя. С осью диска связан вал счетного механизма. Число оборотов вала счетного механизма зависит от мощности, времени и передаточного числа счетного механизма К. Передаточное число счетчика - это число оборотов его диска, приходящегося на 1 кВт×ч.

К= N/W= N/P_* t

Энергия, потребленная из сети за время, в течение которого диск сделал Nt оборотов, будет равна:

где W_t - энергия за время t, Вт×с (кВт×ч)