Индукционный счетчик электрической энергии Советский патент 1984 года по МПК G01R11/06 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при реализации контроля потребления электроэнергии в различных отраслях народного хозяйства. Известен индукционный счетчик электрической энергии,содержащий стойку, на которой закреплены парал лельная обмотка напряжения и послед вательная обмотка тока, поворотный диск, размещенный в магнитном поле обеих упомянутых обмоток и подключенный кинематически к отсчетному механизму, тормозной механизм с дву мя ПОСТОЯННЫШ1 магнитами и двумя регулировочными элементами, установ ленными на прикрепленном к стойке кронштейне Л . Недостатки данного устройства связаны со значительной сложностью конструкции и большим расходом дефицитного магнитного материала. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является индукционный счетчик электрической энергии, содержащий стойку, на кото рой укреплены параллельная обмотка напряжения с механизмами балансиров ки и регулировки малых нагрузок и последовательная обмотка тока с рег лировочным элементом фазы, поворотн диск, размещенный в магнитном поле обеих упомянутых обмоток и подключенный кинематически к отсчетному механизму, тормозной механизм с дву мя постоянными магнитами подковообразной формы, укрепленными в стал ном ярме, и двумя регулировочными элементами.в виде совокупностей установочных и крепежного винтов 2 Недостаток известного устройства заключается в большой трудоемкости изготовления, обусловленной сложностью конструкции и процесса регулировки. Неизменная величина зазора между постоянным магнитом и ножкой ярма существенно затрудняет сборку счетчика. Перемещение постоянного магнита ни в вертикальной, ни в горизонтальной плоскостях не обеспечивает регулировки тормозного момента, которая осуществляется лишь при радиальном перемещении. Выполнение механизма балансировки обмотки напряжения в виде П-образной планки (скобы) с двумя шунтирующими винтами, механизма регулировки малых нагрузок обмоток напряг жения - в виде медного витка, жестко, приклепанного к мгтнитлцроводу.. и с.Т;альной лапки,приклёпанной к противополюсу рамы, наконевг -ре улировочного элемента (шлейфа) фазы обмотки тока - в виде трех расположенных вдоль периферийных границ счетчика токопроводящих витков с ползуном и крепежным элементом также предопред.еляют значительную конструктивную сложность известного счетчика и существенные трудности в его регулировке, исключая возможности автоматизации последней. Целью изобретения является упрощение конструкции и процесса регулировки. Поставленная цель достигается тем, что в индукционном счетчике электрической энергии, содержащем стойку, на которой укреплены параллельная обмотка напряжения с механизмами балансировки и регулировки малых нагрузок и последовательная обмотка тока с регулировочным элементом фазы, поворотный диск, размещенный в магнитном поле обеих обмоток и подключенный кинематически к отсчетному механизму, тормозной механизм с двумя постоянными магнитами и двумя регулировочными элементами, постоянные магниты тормозного механизма вьшолнены цилиндрическими с продольными пазами и укреплены на стойке с возможностью осевого перемещения, регулировочные элементы тормозного механизма выполнены в виде металлических пластин, размещенных соосно магнитам с противоположной стороны поворотного диска также с возможностью осевого перемещения, а механизм балансировки и регулировки малых нагрузок обмотки напряжения и регулировочный элемент фазы обмотки тока расположены в плоскостях, перпендикулярных торцовой поверхности счетчика. Кроме того, механизм балансировки обмотки напряжения вьшолнен в виде стержня с правой и левой нарезками, установленного на ее магнитопроводе посредством планки и охваченного двумя подвижными лапками. Механизм регулировки малых наг рузок обмотки напряжения вьшблнен в виде витка, размещенного на ее . магнитопроводе и снабженного парой винт-гайка, Регулировочный элемент фазы обмотки тока выполнен в виде цилиндри ческого спирального сопротивления с с помещенным внутри него подвижным сердечником. На фиг.1 представлен предложенны индукционньй счетчик электрической энергии (в трехфазном исполнении), общий вид на фиг.2 - вид А на фиг. На стойке 1 (фиг.1) укреплены па раллельная обмотка 2 напряжения с механизмами 3 и 4 балансировки и регулировки малых нагрузок -и последовательная обмотка 5 с регулировочны элементом 6 фазы. Узлы 3, 4 и 6 рас положены в плоскостях, перпендикулярных торцовой поверхности счетчик В магнитном поле обмоток 2 и размещен алюминиевый поворотный диск 7 Тормозной механизм состоит из двух постоянных магнитов 8 и 9, вьтолненных цилиндрическими с продольными пазами и укрепленных на стойке 1 с возможностью осевого перемещения. Регулировочные элементы 10 тормозного механизма выполнены в ви де металлических пластин, размещенных соосно магнитам 8 и 9 с противоположной стороны поворотного диск 7 также с возможностью осевого пере мещения. Диск 7 подключен кинематически (через редуктор) к отсчетному механизму (не показан). Механизм 3 балансировки обмотки 2 напряжения вьшолнен в виде стержня 11 (фиг.2) с правой и левой нарезками, установ ленного на магнитопроводе 12 посредством планки (рамы) 13 и охвачен ного п |цвижными лапками 14. Механиз 4 регулировки малых нагрузок обмотки 12 напряжения выполнен в виде витка 15, размещенного на магнитопроводе 12, снабженного парой 16 виит-гайка. Последняя имеет штыревой хвостик (не показан), жестко прикрепленный к магнитопроводу12. Регулировочный элемент 6 фазы обмот ки 5 тока BbmojjHeH в виде цилиндрического спирального сопротивления 17с помещенным внутри него подвижным (вдоль оси) сердечником 18. .Сопротивление 17 запрессовано в ди504электрический корпус и установлено на стойке 1. Индукционный счетчик электрической энергии работает следуюйцт образом. Работа предложенного счетчика, как и любого индукционного Измерительного прибора, основана на взаимодействии магнитных полей обмоток 2 и 5 напряжения и тока соответг ственно с токами, индуктированными в поворотном диске 7 этими же полями. В результате взаимодействия диск 7вращается вокруг своей оси,при- чем его вращающий момент пропорционален мощности, потребляемой нагрузкой. Обеспечиваемый постоянными магнитами 8 тормозной момент оказывается пропорциональным скорости диска 7. Интеграл от мощности за определенный промежуток времени характеризует электрическую энергию. Таким образом, показания отсчетного механизма, кинематически подключенного к диску 7, отображают искомое энергопотребление. Для предлагаемой конструкции постоянных магнитов 8 величина зазора между поворотным диском 7 и полюсами того или иного магнита является свободной, а требуемое расположение диска 7 в зазоре достигается простым перемещением магнита 8и пластины 10 (противополюса). В создании рабочего магнитного потока (тормозной силы) участвует вся масса магнитного материала, причем из-за отсутствия в пластине 10 каких-либо отверстий ее насыщение ис-. ключается. В предлагаемой конструкции меха- . низма 3 балансировки регулировочные приспособления выполнены совместно с конструкцией планки 13, в отгибах которой установлен стержень 1 Г. С торцов у стержня 11 сделаны Шлицы под отвертку. При вращении отверстий стержня 11 лапки 14 синхроннр перемещаются к центру либо от центра (в зависимости от направления вращения стержня 11). В связи с этим имеет место одинаковое влияние лапок 14 на напряжение магнитных потоков, прерывающ|ЕСкся в нерабочих зазорах, которые до получения необходимого рабочего параметра при регулировке перекрываются строго с одинаковой (геометрической) величиной. Подобная конструкция не отвлекает от се и не создает излишних потерь магнитного потока, т.е. не уменьшает вращающий момент. В предлагаемой конструкции меха низма 4 регулировки малых нагрузок также существенно изменен известный принцип регулировки, так к регулирующий элементом здесь является сам медный виток 15, которому приддна подвижность относительно н рабочих зазоров в обе стороны при noMonpi регулировочного винта и неподвижно сидящего в отверстии перемычки установочного стерженька с резьбовым отверстием под регулировочный винт. Последний установле в отогнутых проушинах витка 15 со свободным вращением и является воз душным винтом для витка 15 относительно неподвижного стерженька и нерабочих зазоров, винтовое переме щение витка 15. позволяет осущёствлять TOHitfyro регулировку и обеспе04чивает достаточный запас для регулирования в обе стороны. Изменена по сравнению с известными и предлагаемая конструкция регулировочного элемента б фазы, в которой отсутствуют различного рода крепежные приспособления, а также компенсационные короткозамкнутые витки. Таким образом, предложенный .индукционный счетчик электрической энергии характеризуется значительно улрощенньм конструктивным побтроением. Узлы регулирования, прймё: ненные в предлагаемом устройству, обладают расширению рабочим диапазоном, что заметно упрощает процесс регулировки счетчика. Принятые реализации отдельных функциональных узлов создают предпосылки для автоматизации регулировочных oпepaцййv Собственное потребление предложенного счетчика меньше известнЬсс примерно на 0,4-0,5 Вт.

1. ИНДУКЦИОННЫЙ СЧЕТЧИК ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ, содержащий стойку, на которой укреплены параллельная обмотка напряжения с механизмаьш балансировки и регулировки малых нагрузок и последовательная:; обмотка тока с регулировочным эле-. ментом фазы, поворотный диск, раз- мещенный в магнитном поле обеих обмоток и подключенный кинематически к отсчетному механизму, тормозной механизм с двумя постоянными магнитами ;-й двумя регулировочными ajjteH HT Mk, отличающийся feM:,. , с целью упрощения конструкции и процесса регулировки,постоянные магниты тормозного механизма выполнены цилиндрическими с продольными пазами и укреплены на стойке с возможностью осевого перемещения. регулировочные элементы тормозного механизма выполнены в виде металлических пластин, размещенных сорсно магнитам с противоположной стороны поворотного диска также с возможностью осевого перемещения, а механизмы балансировки и регулировки малых нагрузок обмотки напряжения и регулировочный элемент фазы обмотки расположены в плоскостях, перпендикулярных торцовой поверхности счетчика. 2.Счетчик по п.1, о т л ичающийся тем, что механизм балансировки обмотки напряжения выi полнен в виде стержня с правой и левой нарезками, установленного на (Л ее магнитопрОводе посредством планки и охваченного двумя подвижными лапками.;-. 3.(Счетчик по п.1, отличающий р я тем, что механизм регулировки малых нагрузок обмотки напряжения выполнен в виде витка, 30 размещенного на ее магнитопроводе и снабженного парой винт-гайка. 4.Счетчик пр ri.1, о т л и:л ел ч а ю щ и и с 9 .тем, что регулировочный элемент фазы обмотки .тока выполнен в виде цилиндрического спирального сопротивления с помещенным внутри него подвижным сердечником.