Индукционные системы

Рис.3.15. Упрощенная конструкция индукционного однофазного счетчика

Рис. 3.17. Векторная диаграмма

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

Таким образом, диск пересека­ют два магнитных потока Ф_U2 и Ф_I, не совпадающих в пространстве и имеющих фазовый сдвиг ψ. При этом в диске возникает вращающий момент М:

M = cf Ф_U2 Ф_I sin ψ,

где с – некая константа; f – частота напряжения.

При работе на линейном участке кривой намагничивания мате­риалов магнитопроводов можно считать, что

Ф_I = k₁I; Ф_U2= k₂I_U =k₂U / Z_U,

где k₁ и k₂ – коэффициенты пропорциональности; Z_U – полное комплексное сопротивление обмотки напряжения.

Учитывая, что реактивная (индуктивная) составляющая сопро­тивления обмотки напряжения Z_U гораздо больше активной, мож­но записать

Z_U ≈ 2π f L_U ,

где L_U – индуктивность обмотки напряжения. Тогда

Ф_U2= k₂U /( 2πfL_U) = k₃U / f,

где k₃ = k₂ /(2πL_U).

Следовательно, вращающий момент М в данной электромаг­нитной механической системе можно определить следующим об­разом:

М = kUIsinψ,

где k – общий коэффициент пропорциональности.

Для того чтобы вращающий момент был пропорционален теку­щей активной мощности, необходимо выполнение условия

sinψ = cos φ.

А это в свою очередь будет выполняться, если ψ + φ = 90°. Это равенство может быть обеспечено изменением (регулировкой) угла потерь α_I. Изменение этого угла реализуется двухступенчато: гру­бо – изменением числа короткозамкнутых витков, надетых на магнитопровод 3, а плавно – изменением сопротивления вспомога­тельной цепи (эти элементы конструкции на рис. 3.15 и 3.16 не показаны).

Таким образом обеспечивается пропорциональность вращаю­щего момента М текущему значению активной мощности. Для по­лучения результата определения потребленной активной энергии достаточно проинтегрировать значения текущей мощности. Это ин­тегрирование реализовано счетным механизмом 9, связанным с осью 7 червячной передачей 8.

Постоянный магнит служит для создания тормозного момента и обеспечения угловой скорости вращения, пропорциональной те­кущему значению активной мощности. Кроме того, в реальной конструкции есть элементы, обеспечивающие дополнительный момент, компенсирующий момент трения, а также элементы уст­ранения «самохода» (на рис. 3.15 и 3.16 не приведены).

Включение счетчика.На рис. 3.18 приведена схема включения однофазного счетчика активной энергии.

При необходимости работы в цепях с напряжениями и/или токами, большими, чем номинальные для конкретного счетчика, используются измерительные трансформаторы напряжения и/или тока. Схема подключения такая же, как и в подобном случае с ваттметроми.

Рис. 2.18. Схема включения однофазного счетчика активной энергии

Для измерения реактивной энергии также используются ин­дукционные счетчики. Их принцип действия аналогичен рассмот­ренному. Некоторые различия в конструкции, организации подключения и, как следствие в векторных диаграммах, позволяют получить скорость вращения диска, пропорциональную значению текущей реактивной мощности.

Номинальная постоянная счетчика.Число оборотов диска, при­ходящееся на единицу учитываемой счетчиком энергии, называ­ют передаточным числом счетчика. Например, в паспорте сказано «2000 оборотов соответствуют 1 кВт · ч». Коэффициент, обратный передаточному числу, т.е. энергия, приходящаяся на один оборот диска, называется номинальной постоянной счетчика С_ном. Напри­мер:

С_ном=3600 · 1000/2000 = 1800 Вт·с /об.

Зная С_ном и число оборотов N, можно определить потребленную активную энергию:

W = С_номN.

Пример.Значение номинальной постоянной счетчика известно С_ном = 1800 Вт·с/об. За время наблюдения зафиксировано 400 обо­ротов диска (N = 400 об). Определим значение активной энергии W, потребленной за время наблюдения:

W= 1800 · 400 = 720 000 Вт · с = 0,2 кВт · ч.

Обозначение индукционной системы на шкалах приборов:

Трехфазные счетчики.Для учета суммарной активной и реактивной энергии в трехфазных цепях исполь­зуются двухэлементные и трехэлемен­тные счетчики. В таких счетчиках при­меняются те же конструктивные эле­менты (два или три механизма), что и в однофазных приборах. Диски (два или три) закреплены на общей оси. Вращающие моменты дисков склады­ваются, и скорость вращения оси за­висит от суммарной текущей потреб­ляемой мощности. На рис. 3.19 упро­щенно показано устройство двухэле­ментного трехфазного счетчика.

Рис. 2.19. Двухэлементный трех­фазный счетчик

Скорость вращения в данном случае определяется суммой моментов М₁ и М₂. Включаются трехфазные счетчики так же, как и трехфаз­ные ваттметры.

Сегодня в задачах измерения активной энергии все шире при­меняются цифровые (микропроцессорные) счетчики энергии. В за­дачах технических экспресс-измерений для оценки потребленной энергии в кратковременных экспериментах используют автоном­ные малогабаритные цифровые измерительные регистраторы (анализаторы), которые имеют режим вычисления активной и реак­тивной энергии или позволяют найти эти величины с помощью компьютера и специализированного программного обеспечения.

allrefs.net

Применение индукционных систем для слабослышащих

Специализированные товары для людей с нарушением слуха используются для передачи аудиосигналов от звукового пульта, системы оповещения или микрофона. Это может быть музыка, теле- и радиотрансляция, различные оповещения. Системы находят свое применение в таких общественных местах:

Также существуют модели для дома — такие товары для слабослышащих синхронизируются с телевизором, музыкальным центром или другой техникой. На слуховой аппарат приходит чистый и качественный звук без каких-либо помех и искажений.

Стационарные и портативные индукционные системы для слабослышащих

Стационарное оборудование подключают к стандартным системам оповещения. Подходящую модель выбирают с учетом площади помещения и предполагаемого количества пользователей. В зависимости от целей и условий использования индукционных систем для слабослышащих радиус зоны приема может составляет от 1,2 м2 до 1000 м2.

Портативные модели — это компактные переносные устройства, которые устанавливают на стойках-ресепшн, в консультационных окнах, на кассах и в кабинетах обслуживания. Мобильные устройства не требуют монтажа. Они оснащены встроенными аккумуляторами и могут работать без подключения к источнику электропитания.

В каталоге ООО «Исток Аудио Мед» представлен широкий ассортимент индукционных систем. Наши специалисты ответят на любые ваши вопросы и помогут выбрать оптимальную модель для конкретных целей и условий применения.

www.obrazov.org

Индукционные петли для слабослышащих помогают передавать звуковую информацию инвалидам по слуху и другим людям, использующим слуховой аппарат. Особенность индукционных систем заключается в том, что передача информации на слуховой аппарат осуществляется при помощи переключения на режим “Т”.

Преимуществом данной передачи информации является существенное снижение уровня постороннего шума, через индукционную систему передается исключительно чистая информация через микрофон расположенный на усилителе звука для слабослышащих. Индукционные стационарные системы получили широкое применение в аэропортах, вокзалах, информационных стойках, гостиницах, кассах.

Принцип действия индукционной системы для слабослышащих состоит в следующем. Устройство преобразовывает аудиосигнал (это может быть музыка, голос и т.д.) в электромагнитный. Данный сигнал уже принимается слуховым аппаратом, находящемся в режиме “Т”.

Использование индукционных петель в общественных местах явилось следствием того, что слабослышащим людям невозможно воспринимать информацию в местах большого скопления людей, где много посторонних шумов и слуховой аппарат принимает всю информацию. Усилитель звука для слабослышащих станет великолепным решением для таких ситуаций.

Мы предлагаем индукционные системы малого радиуса действия 1,2 кв. метра, которые используются на стойках администратора, ресепшн и кассах, домашние индукционные петли с радиусом действия до 50 кв. метров и профессиональные индукционные системы с радиусом до 1000 кв. метров, которые можно использовать в аэропортах, театрах, музеях.

dostupsreda.ru

В настоящее время во многих городах страны проводятся мероприятия по социальной защите инвалидов-колясочников и маломобильных групп населения (МГН) в рамках Государственной программы «Доступная среда» , в частности по возможности доступа инвалидов к объектам городской инфраструктуры. К таким объектам в том числе относятся ж/д вокзалы, ОВИРЫ, аэропорты, торговые центры, школы и т.д. В них предусматривается в частности оборудование специальных туалетов для инвалидов-колясочников. При оборудовании данных туалетов возникает необходимость установки специальных кнопок  вызова персонала ,посредством  которых инвалиды колясочники (в том числе инвалиды категорий "А" и "П") смогли бы при необходимости в экстренных случаях вызвать персонал для помощи. При проектировании специализированных вагонов и купе для инвалидов, номеров гостиниц для инвалидов так же возникает задача вызова инвалидом персонала.

Система обеспечения доступности инвалидов (ОДИ) “Hostcall-T” рассчитана на вызов персонала из помещений туалетных комнат для инвалидов и маломобильных групп населения , каждое из которых может иметь до двух туалетных кабин.  

Целесообразность применения системы вызова персонала  «HostCall-T» в качестве системы вызова персонала из туалетных кабин для инвалидов основывается на следующих факторах:  

Система вызова персонала «HostCall-T» серийно выпускается с 2009 года и постоянно модернизируется. На систему имеется сертификат соответствия, установлена гарантия 12 месяцев.
Оборудование системы вызова персонала «HostCall-T» разработано и выпускается Российской компанией ООО «СКБ ТЕЛСИ», что позитивно сказывается на стоимости оборудования, сроках поставки оборудования, оперативности сервисного обслуживания и соответствует программе импортозамещения.

Схема соединения для двух кабин

    В обеспечение указанных задач система ОДИ “HostCall-T” в случае одной туалетной комнаты работает следующим образом. В кабине туалетной комнаты устанавливаются влагозащищенные кнопки вызова (влагозащищенность IP-64). Места установки кнопок регламентированы условиями ВСН 62-91 "Проектирование среды жизнедеятельности с учетом потребностей инвалидов и маломобильных групп населения" и обозначаются табличкой со знаком-пиктограммой “Инвалид” и стилизованным звонком в углу таблички. Кнопки вызова должны располагаться на расстоянии не менее 50см. от угла, чтобы не затруднять доступ к ним человека на кресле-коляске и на высоте 60см. от пола, при этом кнопка вызова К-03Т монтируется на стене рядом с унитазом, а кнопка вызова К-03Д с шнуром монтируется на противоположной стене так, чтобы дернуть за шнурок кнопки можно было из положения лёжа на полу.

    При нажатии на одну из кнопок вызова загорается красным цветом светодиодная сигнальная лампа КЛ-7.1T, которая устанавливается с внешней стороны кабины туалета. При этом на кнопке вызова включается прерывистая индикация красного цвета, сигнализирующая о посылке вызова. В помещении, например, охраны этого объекта устанавливается вторая сигнальная лампа КЛ-7.1T, по которой персонал видит поступивший вызов. Световой сигнал лампы дублируется звуковым сигналом. При необходимости дополнительно над входной дверью в помещение туалетной комнаты для инвалидов так же может устанавливаться сигнальная лампа КЛ-7.1T. Дополнительно так же вызов может дублироваться на радио пейджер. При этом на радио пейджер дублируется только факт вызова из помещения туалета, кабина из которой поступил вызов определяется по сигнальной лампе над кабиной. Персонал придя по вызову в помещение туалетной комнаты должен нажать кнопку СБРОС ВЫЗОВА, которая устанавливается, например, с лицевой стороны туалетной кабины. При этом световая сигнализация кратковременно замигает с увеличенной частотой в течение секунды и снимется с соответствующей сигнальной лампы и кнопки вызова, одновременно на сигнальных лампах снимается и звуковая сигнализация. С радио пейджера так же снимается вызов при отсутствии вызовов из всех кабин. Процесс управления в системе ОДИ “Hostcall-T” осуществляет контроллер ПКК-2.02Т, рассчитанный на подключение в помещении туалетной комнаты двух кабин.  

Если на объекте имеются две туалетные комнаты для инвалидов, то в помещении, например, охраны вместо лампы КЛ-7.1T , рассчитанной на индикацию одного объекта, устанавливается сигнальная лампа КЛ-7.2T, рассчитанная на индикацию вызовов от двух туалетных комнат. В каждой туалетной комнате так же может быть до двух кабин.

Если на крупном объекте имеются две или три туалетные комнаты для инвалидов, то возникает проблема прокладки на большие расстояния кабелей из туалетных комнат до помещения охраны. Кроме того при больших расстояниях или сильном уровне помех становиться не возможным использование радиопейджеров. Все указанные проблемы могут быть решены при использовании 4-х канальных радиоудлинителей в составе передатчиков RP-501T и приемников RP-501R, обеспечивающие дальность до 500м. При использовании направленной антенны, дальность работы может увеличиться до 1000 метров. Так же,  при необходимости увеличить радиус действия на большее расстояние, возможно использовать ретрансляторы MP-821.W1.

  На рисунке показан пример использования указанных радио удлинителей в составе оборудования системы “Hostcall-T” для крупного объекта, имеющего три туалетные комнаты для инвалидов по две кабины каждая. В рассматриваемом примере в туалетной комнате дополнительно устанавливается  передатчик RP-501T. На входы передатчика RP-501T подключают линии от контроллера ПКК-2.02Т, которые должны были бы подключаться к сигнальным лампам в помещении охраны. В помещение охраны устанавливается приемник RP-501R,выходы которого подключены к сигнальным лампам. Сигнал вызова из любой кабины туалетной комнаты поступает на вход передатчика RP-501T,который транслирует его через приемник RP-501R на вход сигнальной лампы в помещении охраны.
Электропитание всего оборудования устанавливаемого в помещении охраны осуществляется от блока питания 12В.

Схема соединения с радиоудлинителем

На входы передатчика RP-501T подключают линии от контроллера ПКК-2.02Т, которые должны были бы подключаться к сигнальным лампам в помещении охраны. В помещение охраны устанавливается приемник RP-501R,выходы которого подключены к сигнальным лампам. Сигнал вызова из любой кабины туалетной комнаты поступает на вход передатчика RP-501T,который транслирует его через приемник RP-501R на вход сигнальной лампы в помещении охраны.
Электропитание всего оборудования устанавливаемого в помещении охраны осуществляется от блока питания 12В.

Схема соединения

Если на крупном объекте (аэропорт, стадион, вокзал и т.п.) больше трех туалетных комнат для инвалидов, то в место сигнальных КЛ-7.3Т можно использовать пульт NP-120H, а 4-х канальные радиоудлинители RP-501S могут быть использованы при любом количестве туалетных комнат. Пульт NP-120H имеет 20 шлейфных входов, что обеспечивает подключение до 20 туалетных комнат. Пример структурной схемы показан на рисунке. Если количество кабин превышает 20 – устанавливается соответствующее количество пультов NP-120H. Пульты могут быть размещены в помещении дежурного персонала. При этом на пульте имеется выход на систему радиооповещения, которая состоит из радиоприёмника (пейджера)MP-801.Н1 и радиопередатчика MP-811.S1. В этом случае дежурный персонал с пейджером может принимать вызовы находясь в любом другом помещении на некотором расстоянии от комнаты дежурного персонала. При этом на пейджере отображается номер кабины из которой поступил вызов.

Если количество туалетных комнат требует установку нескольких пультов NP-120H, то в этом случае пульты могут объединяться цифровым интерфейсом RS-485 и выводить всю информацию на ПЭВМ. К цифровому интерфейсу RS-485 через преобразователь ПИ-1 подключается ПЭВМ с бесплатным ПО, на которую транслируются вызовы, поступившие на пульты NP-120H. В системе предусмотрено использование второй ПЭВМ. Функционирование системы обеспечивает ПО “HostCall-Control”.
В главном окне программы “HostCall-Hotel” отображаются состояния до 20 пультов NP-120H, и в «один клик» определяется туалет, откуда поступил вызов. Для контроля событий ведётся соответствующий журнал. При необходимости окно программы может быть свернуто в трее (область уведомлений находится в правом нижнем углу экрана), откуда автоматически разворачивается при поступлении вызова. Программа работает в фоновом режиме, что обеспечит ее совместную работу на одной ПЭВМ с другими используемыми на объекте программами (систему охраны, АСУ и т.д.). Поэтому ПО “HostCall-Control” в зависимости от организации объекта размещения может быть установлено на ПЭВМ дежурного персонала, на ПЭВМ охраны или на обе ПЭВМ.

Это должно помочь проектировщикам и монтажным организациям безошибочно и быстро проектировать и вводить в эксплуатацию объекты, использующие эти системы.

mrantenna.ru

Принцип работы приборов индукционной системы основан на действии вращающегося, бегущего или переменного магнитного поля переменного тока (создаваемого одним или несколькими неподвижными электромагнитами) на подвижную часть, представляющую собой чаще всего металлический диск. Укрепленный на одной оси с указательной стрелкой алюминиевый диск помещается между электромагнитами таким образом, что их магнитные потоки, пронизывая диск, индуцируют в нем ЭДС и токи. Взаимодействие между индуцированными токами и переменными потоками электромагнитов вызывает вращение диска.

Индукционные приборы разделяются на однопоточные, вращающий момент которых создается взаимодействием одного потока и тока, и многопоточные, вращающий момент которых создается взаимодействием нескольких (не менее двух) потоков и токов.

Рис. 2.3.1. Схема измерительного механизма индукционных приборов: а – однопоточного; б – двухпоточного

В однопоточных приборах (рис. 2.3.1, а) создаваемый катушкой 1 переменный магнитный поток пронизывает алюминиевый диск 3, индуцируя в нем ЭДС и токи. Укрепленный на асимметрично расположенной оси 2 диск перекрывает (экранирует) часть силовых линий магнитного поля катушки. Под влиянием сил взаимодействия потока и индуцированных токов диск поворачивается в сторону уменьшения его площади, находящейся в зоне действия магнитного поля. На рис. 2.3,1, б приведена принципиальная схема устройства простейшего двухпоточного прибора с одним электромагнитом и медным экраном. Переменный магнитный поток катушки 1 частично перекрывается экраном 3 и разбивается на две части: 1) пронизывающую часть диска 2, расположенную против экрана, и 2) пронизывающую часть диска, не закрытую экраном. Наличие экрана создает два пронизывающих диск потока, смещенных в пространстве. Кроме того, вследствие дополнительных потерь на вихревые токи в экране первый поток отстает по фазе от второго потока. Оба потока, сдвинутые по фазе и в пространстве, создают бегущее поле, поворачивающее диск в сторону направления вращения поля (от части полюса, не закрытой экраном, к закрытой). Иногда вместо медных экранов применяют короткозамкнутые медные витки (кольца), которые надеваются на катушки с таким расчетом, чтобы они перекрывали часть полюсных наконечников. Одно и двухпоточные приборы с экраном обладают сравнительно небольшим вращающим моментом и в настоящее время не применяются.

На рис. 2.3.2 приведены принципиальная схема устройства и векторная диаграмма двухпоточного индукционного прибора с бегущим полем. Укрепленный симметрично на оси 2 алюминиевый диск 3 пронизывается двумя смещенными в пространстве потоками Ф₁ и Ф₂.

Если переменные токи I₁ и I₂, протекающие по обмоткам двух катушек 4 и 5, сдвинуты по фазе на угол y, то из предположения, что сердечники катушек не насыщены, а потери на гистерезис и вихревые токи в них отсутствуют, следует, что и потоки Ф₁ и Ф₂ будут сдвинуты по фазе на тот же угол y. Потоки Ф₁ и Ф₂, пронизывая диск, будут индуцировать в нем ЭДС Е₁ и Е₂, вызывающие в диске токи I’₁ и I’₂. Электродвижущие силы Е₁ и Е₂ и совпадающие с ними по фазе токи I’₁ и I’₂ будут отставать от своих потоков на угол p/2.

Результирующий момент слагается из двух моментов: момента М₁, возникающего от взаимодействия потока Ф₁ с током I’₂, и момента М₂, создаваемого взаимодействием потока Ф₂ с током I’₁. Значения моментов, возникающих от взаимодействия между собственными потоками и токами (Ф₁ с током I’₁ и Ф₂ с током I’₂), незначительны, а если принять, что диск имеет только активное сопротивление, то они равны нулю (так как угол сдвига между потоком и током, им индуцированным, равен p/2). Подвижная часть приборов, обладающая значительной инерцией, не будет реагировать на изменения мгновенных значений вращающего момента в течение каждого периода переменного тока, и отклонение ее вместе со стрелкой 1, а, следовательно, и показания прибора будут зависеть от среднего значения вращающего момента. Как известно, среднее за период значение вращающего момента М_ВР от взаимодействия переменного потока Ф с индуцированным им в диске током I пропорционально значениям взаимодействующих потока Ф и тока I, а также косинусу угла g сдвига по фазе между ними, т.е.

.

Моменты М₁ и М₂ могут быть определены по следующим формулам:

; .

На основании данных векторной диаграммы, приведенной на рис. 2.3.2, б, эти равенства могут быть представлены в следующем виде:

;

.

Рис. 2.3.2. Двухпоточный прибор индукционной системы: а – принципиальная схема устройства; б – векторная диаграмма

Противоположные знаки моментов М₁ и М₂ указывают на то, что один контур тока (I’₁) втягивается во взаимодействующее с ним поле (Ф₂), а другой (I’₂) выталкивается из взаимодействующего с ним поля (Ф₁). Оба момента совпадают по направлению и поворачивают диск в одну и туже сторону, что подтверждается проверкой по правилу левой руки с учетом сдвига фаз между потоками и токами.

Поэтому результирующий момент, действующий на диск, равен . Результирующий момент направлен в сторону от опережающего по фазе потока (в данном случае Ф₁) к отстающему. При неизменном сопротивлении диска и синусоидальном характере изменения потоков с частотой f токи равны: ; . Тогда выражение для результирующего момента примет следующий вид:

.

Вращающий момент индукционных приборов пропорционален произведению магнитных потоков, пронизывающих контур, синусу угла сдвига между ними и зависит от частоты тока. Из последней формулы следует, что для создания вращающего момента необходимо иметь не менее двух переменных потоков (или двух составляющих одного потока), сдвинутых по фазе и смещенных в пространстве. В случае совпадения потоков по фазе y = 0 и siny = 0 вращающий момент равен нулю. Максимальный вращающий момент будет при наибольших значениях магнитных потоков и сдвига фаз между ними в ¼ периода (y = 90° и siny = 1). При ненасыщенных сердечниках потоки Ф₁ и Ф₂ прямо пропорциональны токам I₁ и I₂, протекающим по обмоткам катушек 4 и 5 (рис. 2.3.2) и, следовательно, значение результирующего момента равно

М_ВР = k f I₁ I₂ sin y.

Противодействующий вращению подвижной части момент М_ПР может быть создан пружиной (при использовании в качестве ваттметра), и в этом случае он будет пропорционален углу закручивания a: М_ПР = D_КР a. Для момента равновесия М_ВР = М_ПР или

k f I₁ I₂ sin y = D_КР a, откуда угол поворота подвижной части прибора равен

,

т.е. пропорционален произведению токов, проходящих через катушки (либо пронизывающих диск потоков), синусу угла сдвига между ними и зависит от частоты тока.

К числу достоинств индукционных приборов следует отнести большой вращающий момент (до 5 г·см), малое влияние внешних магнитных полей, стойкость к перегрузкам (подвижная часть приборов не требует подвода тока и выполняется весьма прочной), надежность в работе. Изменение температуры окружающей среды вызывает изменение активного сопротивления диска, что в некоторой степени влияет на показания приборов.

В отличие от приборов переменного тока других систем индукционные приборы могут применяться в сетях с одной определенной частотой: на приборах обычно указывается номинальная частота измеряемой величины. Даже небольшое изменение частоты, как в сторону ее увеличения, так и в сторону уменьшения приводит к большим погрешностям измерений. В связи с этим амперметры и вольтметры индукционной системы не получили широкого распространения.

Индукционные измерительные механизмы используются преимущественно в счетчиках электрической энергии для цепей переменного тока промышленной частоты.

studopedia.ru

Индукционная система

Принцип действия индукционной системы основан на взаимодействии магнитных потоков, создаваемых катушками тока и напряжения с вихревыми токами, наводимыми магнитным полем в алюминиевом диске.

Прибор индукционной системы

Электрический счетчик содержит магнитопровод – 1 сложной конфигурации, на котором размещены две катушки; напряжения – 2 и тока – 3. Между полюсами электромагнита помещен алюминиевый диск – 4 с осью вращения – 5.

Вращающий момент, действующий на диск, определяется выражением:

M_вр = k_i Φ_U Φ_I sinψ

где Ф_U– часть магнитного потока, созданного обмоткой напряжения и проходящего через диск счетчика; Ф_I– магнитный поток, созданный обмоткой тока; ψ – угол сдвига между Ф_Uи Ф_I. Магнитный поток Ф_Uпропорционален напряжению Ф_U = k₂ U. Магнитный поток Ф_Iпропорционален токуФ_I = k₃ I.

Для того чтобы счетчик реагировал на активную энергию, необходимо выполнить условие:

sinψ = cosφ

В этом случае вращающий момент пропорционален активной мощности нагрузки:

M_вр = k₁ k₂ k₃ U I cosφ = k₄ P

Противодействующий момент создается тормозным магнитом – 6 и пропорционален скорости вращения диска:

В установившемся режимеM_вр=M_пр диск вращается с постоянной скоростью. Приравниваем два последних уравнения и решаем полученное уравнение относительно угла поворота диска:

Таким образом, угол поворота диска счетчика пропорционален активной энергии. Следовательно, число оборотов диска n тоже пропорционально активной энергии.

Приборы электромагнитной системы

Работа, основанная механизмом электромагнитной системы – это взаимодействие магнитного поля намагничивающегося ферромагнитного сердечника с магнитным полем тока, идущего по обмотке катушки. Впоследствии такого взаимодействия сердечник поворачивается или же втягивается внутрь катушки, отчего и отклоняется указательная стрелка. В случае изменения в обмотке направления тока меняется и полярность подвижного сердечника. Отчего при любом направлении тока в обмотке стрелка отклоняется в одну и ту же сторону.

Главные достоинства приборов электромагнитной системы: пригодность для измерения переменного и постоянного токов, стабильность этих приборов к перегрузкам, простота устройства, относительно невысокая стоимость. Недостатками такого прибора являются зависимость от влияния внешних магнитных полей на точность показаний, сравнительно великая потребность в электроэнергии, невысокая точность, неравномерность шкалы.

Приборы электродинамической системы

Работа, основанная механизмом электродинамической системы – это взаимодействие магнитных полей токов, идущих к двум обмоткам, одна из обмоток неподвижна, а другая может совершать обороты. Токовой обмоткой называют обмотку неподвижной катушки; её электрическое сопротивление мало; в цепь включается она последовательно.

Сравнительно большим электрическим сопротивлением обладает обмотка подвижной катушки. Она в цепь включается параллельно и носит название обмотка напряжения. На момент включения прибора в цепь электрический ток идёт по обмоткам обеих катушек сразу. Взаимодействия магнитных полей токов катушки с обмоткой напряжения поворачивает на угол, значение которого пропорционально произведению токов, идущих в обмотках катушек.

Одновременно может изменяться в обмотках лишь направление тока. В независимости от направления тока в цепи, катушка являющиеся подвижной, а стало быть, и указательная стрелка, поворачиваются только в одну сторону. Такой механизм электродинамической системы широко применяется в вольтметрах, амперметрах и ваттметрах. Так же наряду с механизмом электродинамической системы в измерительных приборах применяют механизмы ферродинамической системы. Их принцип работы механизмов систем одинаков. Ферродинамический механизм сконструирован с отличием, что его неподвижная обмотка установлена на магнитопроводе, отчего увеличивается чувствительность прибора.

Главные достоинства приборов электродинамической системы: возможность измерить одним и тем же прибором переменные и постоянные токи, высокая точность. Недостатками таких приборов являются зависимость точности показаний от влияния внешних магнитных полей, особенно это относится к электродинамическому механизму, сравнительно малая устойчивость к перегрузкам, а также высокая стоимость.

studfiles.net