Индукционный счетчик электрической энергии

/оо 146 О МИТЕТ СССРЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУД АРСТВЕННЫИПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТ АНИЕ ИЗОБРЕТЕН ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОПИ ВТОР(54) ИНДУКЦИОННЫЙ СЧЕ КОИ ЭНЕРГИИ (57) Изобретение отно измерительной технике щение конструкции инд чика (ИСЧ) электричессодержит корпус 1 со которой закреплены ие и счетный механизмы, подвижный элементы. И же регуляторы сдвига ровки (РСФБ). Цель до что стойка 5 выполнен К ЭЛЕКТРИЧЕ сит ся кЦель - укционно кой энер стойкой меритель тормозно СЧ включ фаз и б стигаетс а в виде элек упрого с ет СЧ ССС 197 Чп 1 6 С 2 "Ра 979(21) 3902256/24-21 (22) 28.05.85 (46) 23.01.87.Бюл. У 3(72) В,А.Анисимов-Неволин, В.П.Решетняк, Е.Д.Ходкевич и Л.Н.Титов (53) 621,317.38 (088,8) (56) Авторское свидетельств Мф 1081550, кл. 6 01 К 11/06Сошртецгв Йепегде Е 1 ест розг гевеаох Сг.рЬавев А 6 С 1 А 7 С 1 - А 7 С 2, Проспект фирмь гЧи 1 а роСтдегв", Ргапсе,гии. И 5, на ный 4 й 11 и ает так аланси-" я тем,блока1 .851 78 с посадочно-фиксирующими гнездами 6, обеспечивающими фиксацию всех основных узлов измерительного механизма 4, а РСФБ выполнены в виде несколько резонансно настроенных цепей,обеспечивающих необходимое соотношение 90 -ного сдвига фаз между магнитныФми потоками в диске подвижного элеИзобретение относится к электроиэмерительной технике и предназначено для учета и контроля потребленияэлектроэнергии в различных отрасляхнародного хозяйства. 5Цель изобретения - упрощение конструкции счетчика, обеспечивающегоавтоматизацию процесса его изготовления, а также улучшение метрологических характеристик и снижение собст 0венного потребления энергии.На фиг,1 представлен индукционный счетчик электрической энергии(в трехфазном исполнении) со снятойкрышкой, общий вид; на фиг.2 - тоже, - вид сбоку; на фиг.3 - электрическая схема соединения обмотки нап-ряжения; на фиг4 - диск счетчика,общий вид; на фиг, 5 " разрез А-Ана фиг.4, на фиг. 6 - стойка, общийвид в аксонометрии,В корпусе 1 (фиг.1 и 2) с элементами 2 и 3 внешнего подключенияи фиксации рабочего положения счетчи 25ка закреплен измерительный механизм4, состоящий из стойки 5 с посадочно-фиксирующими гнездами 6 (фиг.6),с закрепленными на стойке обмотками7 тока с магнитопроводом 8 и обмотками 9 напряжения с магнитопроводами 10, тормозной элемент 11, состоя щий из нескольких постоянных магнитов 12 с рабочим зазором 13,Кроме того, на стойке крепится счетный механизм 14, 35который при помощи червячнойпередачи 15 связан с однодисковым подвижным элементом 16, ось которого крепится в нижнем 17 и верхнем 18 подшипниках а диск 19 подвижного элемента размещается в рабочемзазоре 13 тормозного элемента 11 и мента при режиме работы обмотки 9напряжения на участке характеристики режима резонанса токов, Изобретение позволяет сократить число регуляторов и диапазон регулировок,уменьшить эоны разброса параметров счетчика, снизить собственное потреблениеэнергии в 3-4 раза. 6 ил,рабочих зазорах 20 магнитопроводов обмоток тока и напряжения.Регуляторы 21 малых нагрузок размещены на магнитопроводах обмоток напряжения, а резисторы 22 и 23 балансировки и сдвига фазы совместно с конденсаторами 24 крепятся на планке 25 рядом с элементами 2 внешнего подключения. Диск 19 (фиг.1) подвижного 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,например, обжимом в гнезде самой стойкиеТормозной элемент 11 также фиксируется неподвижно, а постоянные магниты 12 тормозного элемента имеют жестко фиксированное положение с постоянным зазором без дополнительных магнитопроводов и регулирующих узловМагниты расположены так,что их магнитные поля суммируются и используется вся масса магнитного материала. При этом отсутствует вредное рассеивание магнитного потока.В конструкции счетчика все регулировки осуществляются эа счет изменения параметров рабочего магнитного потока обмотки 9 напряжения.При этом на магнитопроводе 1 О обмотки напряжения имеется один регулятор21 малых нагрузок, представляющий собой небольшой латунный виток, пере мещаемый при помощи регулировочногд 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, расчетным 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 9, наводят в диске токи, которые, взаимодействуя с этими потоками, создают вращающий момент, пропорциональный произведению потоков и синусу угла сдвига фазмежду ними, а обеспечиваемый тормоз- ным элементом тормозной момент пропорционален скорости вращения диска.Таким обр азом, показ ания счетного механизма. 14, кинематически связанного с диском 19, фиксируют потребление энергии в измеряемой цепи.Особенности работы подвижного элемента заключаются . в следующем. Радиальные вырезы 2 б в нерабочей зоне диска 19 разрывают пути для токов, индуктируемых в диске, чем устраняется влияние вращающих элементов друг на друга. Вырезы уменьшают массу 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 воздупжым потоком получают тормозной момент, который суммируется с действием тормозного элемента 11. Данный эффект стабилизирует работу тормозного элемента.Одновременно перемычки 27 обеспечивают более интенсивную циркуляцию воздуха под кожухом, чем обеспечивается равномерное перераспределение тем 5 10 15 20 25 35 40 45 50 55 пературных перепадов между нагревающимися узлам .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 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 ка тушки напряжения в совокупности обеспечивает сокращение числа регуляторов и диапазона регулировок, уменьшение зоны разброса параметров счет- . чика, 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 магнйтов, диск подвижного элемента расположен в рабочем зазореобразованном плоскостями магнитопроводов вращающих элементов и постоянных магнитов тормозного элемента, ось подвижного элемента закреплена в верхнем и нижнем подшипниках и кинематически связана со счетным механиэмом, отличающиися тем, что, с целью упрощения конструкции счетчика, обеспечивающего автоматизацию процесса изготовления, а так 12853,же улучшения метрологических характеристик и снижения потребляемой счетчиком энергии, стойка измерительного механизма выполнена в виде блока с посадочно-фиксирующими гнезда ми, в которых установлены и закреплены обмотки тока и напряжения с магнитопроводами и счетный механизм, а регуляторы сдвига фазы и балансировки выполнены в виде нескольких резо нансно настроенных цепей, содержащих обмотки напряжения, последовательно с каждой из которых дополнительно 78 6включен резистор балансировки, а параллельно кс 3 ждой из которых подклю чены 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 вырезами, а перемычки между вырезами отогнуты под углом относительно плоскости диска так, что угол наклона перемычки направлен по ходу врашения диска.