1. Постоянный ток. Для измерения расхода энергии при постоянном токе применяют счетчики трех систем: электродинамической, магнитоэлектрической и электролитической. Наибольшее распространение получили счетчики электродинамической системы (фиг. 369).
|
Неподвижные токовые катушки 1—1, состоящие из небольшого числа витков толстой проволоки, последовательно включены в сеть. Подвижная катушка шарообразной формы, называемая здесь якорем 2, укреплена на оси, могущей вращаться в подпятниках. Обмотка якоря выполнена из большого числа витков тонкой проволоки и разделена на несколько секций. Концы секций припаяны к пластинам коллектора 3, которого касаются металлические плоские щетки 4. Напряжение сети подается в обмотку якоря через добавочное сопротивление 7. При работе счетчика в результате взаимодействия тока в обмотке якоря и магнитного потока неподвижных токовых катушек создается момент вращения Мвр, под влиянием которого якорь начнет поворачиваться.
Вращающий момент счетчика пропорционален мощности, потребляемой в сети. На оси счетчика сидит алюминиевый диск 5, который вращается в поле постоянного магнита 6. В результате этого возникающие в диске вихревые токи взаимодействуют с полем магнита и создают тормозящий момент Мт, пропорциональный скорости диска: Мт= с3*n
При постоянной скорости вращения вращающий и тормозящий моменты счетчика равны между собой: Мвр=Мт
т. е. скорость вращения счетчика пропорциональна мощности сети. Рассматривая устройство электродинамического счетчика, мы могли заметить, что его работа напоминает работу двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением. Назначение коллектора у счетчика то же, что и у двигателя постоянного тока.
О количестве электрической энергии, потребляемой в сети, можно судить по числу оборотов, сделанных якорем (диском). При помощи червячной или зубчатой передачи вращение оси передается счетному механизму, причем передача подбирается таким образом, чтобы счетный механизм отмечал расход энергии в гектоватт-часах или киловатт-часах.
Количество энергии, приходящееся на один оборот якоря, называется постоянной счетчика. Число оборотов якоря, приходящееся на единицу учтенной электрической энергии, называется передаточным числом. Для проверки счетчика на его таблице указывается постоянная счетчика или передаточное число.
Для компенсации трения в счетчике последовательно с обмоткой якоря включается дополнительная катушка 8 (фиг. 369), магнитное поле которой, взаимодействуя с током в обмотке якоря, создает дополнительный момент вращения, компенсирующий влияние трения.
2. Однофазный переменный ток. Для измерения активной энергии в цепях однофазного переменного тока применяют счетчики индукционной системы. Устройство индукционного счетчика почти такое же, как н индукционного ваттметра. Разница состоит в том, что счетчик не имеет пружин, создающих противодействующий момент, отчего диск счетчика может свободно вращаться. Стрелка шкала ваттметра заменены в счетчике, счетным механизмом. Постоянный магнит, служащий в ваттметре для успокоения, в счетчике создает тормозящий момент.
Внешний вид однофазного индукционного счетчика показан на фиг. 370, а схема включения его в сеть дана на фиг. 371.
|
3. Трехфазный переменный ток. Активную энергию трехфазного переменного тока можно измерить с помощью двух однофазных счетчиков, включенных в сеть по схеме, аналогичной схеме двух ваттметров. Удобнее измерить энергию трехфазным счетчиком активной энергии, объединяющим в одном приборе работу двух однофазных счетчиков. Схема включения двухэлементного трехфазного счетчика активной энергии та же, что и схема соответствующего ваттметра.
В четырехпроводной сети трехфазного тока для измерения активной энергии применяют схему, аналогичную схеме трех ваттметров, или употребляют трехэлементный трехфазный счетчик. Подсчет энергии по показаниям счетчиков, включенных по приведенным выше схемам, производится так же, как и подсчет мощности по тем же схемам.
В сетях высокого напряжения включение счетчиков производится при помощи измерительных трансформаторов напряжения и тока.