Индукционный счетчик электрической энергии Советский патент 1987 года по МПК G01R11/00 

с мосадочно-фиксирующт ми гне;здани 6, обесггечивающими фиксацию всех основных узлов измерительного механизма А, а РСФБ вьтолнены в виде несколько резонансно настроенных цепей,обеспечивающих необходимое соотношение 90 -ного сдвига фаз между магнитными потоками в диске подвижного эле1283 578 .,

мента при режиме работы обмотки 9 напряжения на участке характеристики режима резонанса токов. Изобретение позволяет сократить число регуляторов и диапазон регулировок,уменьшить зоны разброса параметров счетчика, снизить собственное потребление энергии в 3-4 раза. 6 ил. .

Изобретение относится к электрозмерительной технике и предназначео для учета и контроля потребления лектроэнергии в различных отраслях ародного хозяйства.

Цель изобретения - упрощение конструкции счетчика, обеспечивающего автоматизацию процесса его изготовлеия, а также улучшение метрологичесих характеристик и снижение собственного потребления энергии.

На фиг.1 представлен индукцион- ньй счетчик электрической энергии (в трехфазном исполнении) со снятой крышкой, общий вид; на фиг.2 - то же, - вид сбоку; на фиг.З - электрическая схема соединения обмотки напряжения; на фиг. 4 - диск счетчика, общий вид; на фиг. 5 - разрез А-А

на фиг,4; на фиг. 6 - стойка, общий вид в аксонометрии.

В корпусе 1 (фиг.1 и 2) с элементами 2 и 3 внещнего подключения и фиксации рабочего положения счетчика закреплен измерительньй механизм 4, состоящий из стойки 5с посадоч- но-фиксирующими гнездами 6 (4мг.6), с закрепленными на стойке обмотками 7 тока с магнитопроводом 8 и обмотками 9 напряжения с магнитопровода- ми 10, тормозной элемент 11, состоя- щий из нескольких постоянньлх тов 12 с рабочим зазбром 3,

Кроме того, на стойке крепится счетный механизм 14, который при помощи червячной передачи 15 связан с однодис- ковым подвижным элементом 16, ось которого крепится в нижнем 17 и верхнем 18 подщипниках,а диск 19 подвижного элемента размещается в рабочем зазоре 13 тормозного элемента 11 и

20

рабочих зазорах 20 магнитопроводов обмоток тока и напряжения.

Регуляторы 21 малых нагрузок размещены на магнитопроводах обмоток

5 напряжения, а резисторы 22 и 23 балансировки и сдвига фазы совместно с конденсаторами 24 крепятся на планке 25 рядом с элементами 2 внещнего подключения. Диск 19 (фиг.1) подвиж ного элемента имеет (фиг.4,5) радиальные вырезы 26, а перемычки 27 между вырезами имеют ребро жесткости, и наклон относительно плоскости самого диска выполнен так, что раствор угла 28 относительно плоскости диска направлен по ходу вращения диска. Конструкция стойки 5 предусматривает жесткую фиксацию всех основных узлов, обмоток напряжения и тока с магнитопроводами с заданной точностью и получение равнозначных рабочих зазоров без применения дополнительных соединительных узлов,нап-, ример, обжимом в гнезде самой стойки.. . Тормозной элемент 11 также фиксируется неподвижно, а постоянные магниты 12 тормозного элемента имеют жестко фиксированное положение с

30 постоянным зазором без дополнительных магнитопроводов и регулирунщих узлов. Магниты расположены так,что их магнитные поля суммируются и используется вся масса магнитного ма35 териала. При этом отсутствует вредное рассеивание магнитного потока.

В конструкции счетчика все регулировки осуществляются за счет изменения параметров рабочего магнитно40 го потока обмотки 9 напряжения.При этом на магнитопроводе 10 обмотки напряжения имеется один регулятор i

21 малых нагрузок, представляющий собой небольшой латунный виток, перемещаемый при помощи регулировочного винта со шлицем под механическую отвертку.

Регуляторами балансировки и сдвига фазы являются подборные резисторы 22 и 23 и конденсатор 24. Их значения подбираются так, чтобы обеспечивалось необходимое соотношение 90 -ного сдвига фаз между магнитными потоками в диске при режиме работы обмотки 9 напряжения на участке характеристики режима резонанса токов.Регулировка выполняется, например, рас- четным путем по параметрам обмотки напряжения с учетом рабочего тока счетчика.

Работа счетчика, как и любого индукционного измерительного прибора, основана на взаимодействии рабочих магнитных потоков обмоток 7 тока и 9 напряжения. Рабочие магнитные потоки обмоток тока и напряжения,пересекающие диск 19, наводят в диске токи, которые, взаимодействуя с этими потоками, создают вращающий мо- мент, пропорциональный произведению потоков и синусу угла сдвига фаз между ними, а обеспечиваемый тормозным элементом тормозной момент пропорционален скорости вращения диска.

Таким образом, показания счетного механизма 14, кинематически свя- занного с диском 19, фиксируют потребление энергии в измеряемой цепи.

Особенности работы подвижного элемента заключаются . в следующем. Ра- диальные вырезы 26 в нерабочей зоне диска 19 разрывают пути для токов, индуктируемых в диске, чем устраня- ется влияние вращающих элементов друг на друга. Вырезы уменьшают мае- су диска и снижают давление на нижний подшипник подвижного элемента счетчика, т.е. снижается трение в нижнем подшипнике. Кроме того, при вращении диска 19 перемычки 27 при взаимодействии с воздупшым потоком получают тормозной момент, который суммируется с действием тормозного элемента 11. Данный эффект стабилизирует работу тормозного элемента.Од- повременно перемычки 27 обеспечивают более интенсивную циркуляцию воздуха под кожухом, чем обеспечивается равномерное перераспределение тем

5

.

35

4045 50 55

30

лературных перепадов между нагреваю- 1ЦИМИСЯ узлами.i

Таким образом, основой конструкции счетчика является стойка, которая без дополнительных соединительных и крепежных деталей за счет элементов с посадочно-фиксирующими гнездами обеспечивает фиксацию всех ос- , новных узлов измерительного механизма. Изменение принципа получения

о

90 -ного сдвига, использование эффекта резонанса и электрической регулировки режима балансировки и сдвига фаз в цепи катушки напряжения, а также дополнительное использование резистора для увеличения немагнитных зазоров в магнитопроводах цепи катушки напряже«ия в совокупности обеспечивает сокращение числа регуляторов и диапазона регулировок, умень шение зоны разброса параметров счетчика, автоматизацию сборки и регулировки счетчика, улучшение основных метрологических характеристик счетчика (расширение линейности регулировок, повышение стабильности), а также снижение собственного потребления энергии в 3-4 раза.

Формула изобретения

Индукционный счетчик электрической энергии, содержащий корпус с элементами внешнего подключения и элементами фиксации счетчика в рабочем положении, измерительный механизм, состоящий из стойки, к которой крепятся вращающие и тормозной элементы, а также счетный механизм, причем каждый из вращающих элементов (числом от одного до трех) состоит из обмотки тока с магнитопроводом и обмотки напряжения, на магнитопроводе которого размещены регуляторы малых нагрузок, регуляторы сдвига фаз и балансировки, тормозной элемент состоит из одного или нескольких постоянных магнитов, диск подвижного элемента расположен в рабочем зазоре, образованном плоскостями магнитопрово- дов вращающих элементов и постоянных магнитов тормозного элемента, ось подвижно,го элемента закреплена в верхнем и нижнем подшипниках и кинематически связана со счетным механизмом, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции счетчика, обеспечивающего автоматизацию процесса изготовления, а так.же улучшения метрологических характеристик и снижения потребляемой счетчиком энергии, стойка измерительного механизма выполнена в виде блока с посадочно-фиксирующими гнезда- ш, в которьж установлены и закреплены обмотки тока и напряжения с магни- топроводами и счетный механизм, а регуляторы сдвига фазы и балансировки вьшолнены в виде нескольких резонансно настроенных цепей, содержащих обмотки напряжения, последовательно с каждой из которых дополнительно

включен резистор балансировки, а па- рапльльно каждой из которых подключены последовательно соединенные конденсатор и резистор регулировки сдвига фазы, резонансные цепи подключены к входным клеммам сети,магниты тормозного элемента установлены неподвижно, диск подвижного элемента выполнен с радиальными вьфе- зами, а перемычки между вырезами отогнуты под углом относительно плоскости диска так, что угол наклона перемычки направлен по ходу вращения диска.

Ш

22 4

X X

Л д, JL Д, Л

Фиг.1

23

22

7

a

futf

Фиг.З

fut.S

a

Изобретение относится к электро измерительной технике. Цель - упрощение конструк1щи индукционного счетчика (ИСЧ) электрической энергии.ИСЧ содержит корпус 1 со стойкой 5, на которой закреплены иамерительИый 4 и счетный механизьы, тормозной 11 и подвижный элементы. ИСЧ включает также регуляторы сдвига фаз и баланси-: ровки (РСФБ). Цель достигается тем, что стойка 5 выполнена в виде блока i (П С Фиг. 2

Редактор С.Пекарь

Й/г.

Составитель Ю.Макаревич Техред И.Попович

Заказ 7638/46 Тираж 730Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делаь изобретений и открытий Л3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород,ул.Проектная, А

Корректор Н.Король