Краткие теоретические сведения. Упрощенная схема устройства однофазного счетчика переменного тока представлена на рис.1.0.5

Упрощенная схема устройства однофазного счетчика переменного тока представлена на рис.1.0.5. Основными элементами прибора являются: электромагниты 1,2; постоянный магнит 6; аллюминиевый диск 3; стрелка 4; счетный механизм 5. При протекании тока по обмоткам электромагнитов возникают переменные магнитные потоки Ф₁ и Ф₂ , которые создают в диске 5 зоны переменной полярности, поэтому в нем образуются вихревые токи I_Д1 и I_Д2 . От взаимодействия этих токов с магнитными потоками Ф₁ , Ф₂ создается вращающий момент М, действующий на диск 3. Вращающий момент, приложенный к диску, выражается формулой /1,2/.

,где K –постоянный коэффициент, Ф₂ - поток, пропорциональный напряжению U на нагрузке; Ф₁; - поток, пропорциональный току нагрузки; j - угол сдвига по фазе между U и I ; Р - активная мощность нагрузки.Этот момент вызывает вращение диска. При вращении диска в поле тормозного, постоянного магнита 6 в диске индуктируются вихревые токи, взаимодействие которых с полем того же магнита создает тормозной момент, пропорциональный скорости вращения V диска, т.е. М_T = К₃ V. При постоянной нагрузке скорость вращения диска счетчика постоянна, чему coответствует равенство вращающего и тормозного моментов М=М_Т. Отсюда следует, что K₂Р= К₃ V;

Полученное выражение показывает, что скорость вращения диска счетчика пропорциональна мощности нагрузки. Если в течение времени t израсходована энергия А= Р t, то имея в виду, что Р = К V , получим

,где N - число оборотов диска счетчика.

Следовательно израсходованная энергия пропорциональна количеству оборотов диска счетчика. Таким образом, по числу оборотов диска счетчика можно судить об израсходованной энергии. Она регистрируется счетным механизмом 5, приводимым в движение от червяка, укрепленного на оси счетчика. Счетный механизм представляет собой счетчик оборотов. Число оборотов диска, которое вызывает изменение показателей счетного механизма на единицу измеряемой величины, называется передаточным числом счетчика. Например: 1 кВт. ч. - 5000 оборотов диска.Величина, обратная передаточному числу счетчика, т.е. энергия, зафиксированная счетным механизмом за один оборот диска, носит название постоянной счетчика. Постоянная счетчика, как правило, выражается в ваттсекундах за один оборот. Таким образом, если известно передаточное число счетчика в оборотах на 1 кВт.ч. то постоянную счетчика С легко можно подсчитать по формуле:

, где n₀ -число оборотов диска, cоответствую-щее 1 кВт.ч. Передаточное число и постоянная счетчика зависят от конструкций счетного механизма и остаются для данного счетчика неизменными величинами. Показания счетчиков не могут быть вполне точными. Наиболее существенными причинами, нарушающими точность работы счетчиков, являются: - изменение силы трения в подпятнике и подшипнике; - явления гистерезиса в катушках; - влияние внешних магнитных и электрических полей и т.д. Перечисленные причины приводят к тому, что счетчик работает с ошибками, превышающими определенную норму. Согласно ГОСТ 6570-53 погрешности счетчика не должны превышать погрешности своего класса (1;2;2,5) точности при cosj=1. Проверка точности счетчика производится путем, сравнения энергии, подсчитанной по счетчику, и энергии, подсчитанной по приборам амперметру и вольтметру. Определяем мощность P=IU, т.к. cosj=1, при активной нагрузке. Предварительно подсчитывается постоянная счетчика. Затем по секундомеру отсчитывается время, соответствующее оборотам диска. Энергия, подсчитанная по счетчику, равна A=CN [Дж]. Энергия, подсчитанная по контрольным приборам A₀=IUt /Дж/, где t- время, зафиксированное секундомером.

Абсолютная погрешность счетчика DА = /А-A₀ /. Величина DA может быть положительной (счетчик спешит) и отрицательной (счетчик отстает ) приведенная на один оборот погрешность счетчика

По классу точности прибора эта погрешность должна быть не более

Порядок выполнения работы.

1. Собрать схему рис.1.4.2.

2. Пользуясь паспортными данными, приведенными на шкале счетчика, определить его постоянную С.

3. Произвести проверку правильности показаний счетчика по приборам амперметру, вольтметру и секундометру для трех режимов его работы, соответствующих нагрузке R₁; R₁+R₂; R₁+R₂+R₃.

Необходимые значения тока устанавливаются последовательным подключением резисторов R₁, R₂, R₃. При изменении режима нагрузки напряжение при помощи автотрансформатора (ЛАТРа) поддерживать равным номинальному значению, указанному на шкале счетчика (~220 B)

.

KWh ЛАТР

К₁ К₂ К₃

~220В

R₁ R₂ R₃

Рис. 1.4.2. Электрическая схема лабораторной установки.

4. Данные опыта занести в табл.

Taблица

Измерено	Вычислено
№	T сек.	I А	U В	P Вт	A0 Вт*с	A Втс	DA Втс	g %

5.Сделать вывод.

Контрольные вопросы

1. В каких единицах измеряется мощность, энергия?

2. В чем состоит принцип проверки счетчика прямым и косвенным методом?

3. Объяснить устройство и принцип работы индукционного счетчика.

4. Какие погрешности допустимы для счетчиков данного класса при номинальной нагрузке?

5. Как определить постоянную счетчика?

6. Пояснить образование в счетчике моментов вращения и торможения.

7. Может ли быть абсолютная погрешность счетчика отрицательной?

8. Можно ли внести поправку в показания счетчика по результатам проверки?

ЛИТЕРАТУРА [1,3].

РАБОТА N 1.5ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОЙ ЦЕПИ С СОЕДЕНЕНИЕМ

ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ПО СХЕМЕ “ЗВЕЗДА”.

Цель работы:

Анализ режимов работы потребителей в трехфазной цепи, соединенных по схеме “звезда”.