20. Электрические счетчики постоянного тока.
Счетчики электрической энергии, подобно ваттметрам, имеют обыкновенно две обмотки — толстую (амперовую), включаемую последовательно с приемниками и тонкую (вольтовую), включаемую параллельно с приемниками. На рис. 72 схематически изображен моторный счетчик, построенный, как и ваттметр, по принципу электродинамометра.
У этого счетчика имеются две неподвижных катушки А, включаемые как амперметр, и подвижная обмотка В, вращающаяся, включаемая параллельно к той части цепи, для которой определяется прибором потребление энергии. По обмотке А идет полный ток исследуемой цепи или ему пропорциональный (если обмотка шунтирована), а по обмотке В, являющейся как бы якорем моторного счетчика, идет больший или меньший ток — в зависимости от напряжения цепи. Вращение якоря будет пропорционально току цепи I и напряжению Е, а, следовательно, и ваттам, потребляемым в цепи. Последовательно с подвижной катушкой В включено добавочное сопротивление, благодаря чему представляется возможным сделать якорь по возможности легче, из тонкой проволоки, с пропуском через нее незначительного тока, порядка не более 0,1 ампера. В цепь этой тонкой обмотки якоря включена еще добавочная обмотка К, помещенная рядом с обмоткой А и называемая компенсационной. Ее назначение — давать к магнитному потоку, создаваемому обмоткой А, свой, добавочный магнитный поток, при наличии которого и даже при слабом токе в обмотке А, создается суммарный поток, дающий достаточное вращающее усилие на преодоление трения, благодаря чему якорь может прийти в движение. Счетчик таким образом становится более чувствительным. На вертикальном валу якоря (на рисунке — в верхней его части) имеется червяк, зацепляющий за колесо счетчика оборотов, связанного с циферблатом прибора. Металлический диск (алюминиевый или медный) m с постоянными магнитами М служит для тормажения: при вращении диска между магнитами в нем возникают токи Фуко, тормазящие движение. Таким образом, работа счетчика расходуется на преодоление противодействия этих токов.
Детали аналогичного же счетчика можно видеть на рис. 73 и 74. На рис. 73 обозначают: 1 — щетки, по которым осуществляется подача тока в подвижную обмотку (якорь), 2 — коллектор подвижной обмотки, 3 — изолировочные прокладки для щеткодержателей и крепительных болтиков толстых обмоток, 4 — добавочное сопротивление в цепи вольтовой обмотки, 5 — толстая или амперовая обмотка, называемая также обмоткой главного тока, 6 — счетный механизм с выскакивающими в окошечках цифрами, 7 — экран из жести, отделяющий моторную часть счетчика от ниженаходящегося постоянного магнита, благодаря чему взаимное магнитное влияние этих частей прибора исключается, 8 — постоянный магнит, 9 — присоединительные зажимы, 10 — якорь, 11 — дополнительная катушка (компенсационная), 12 — щиток, 13 — червяк, 14 — верхний подшипник, 15 — конус арретира, 16 — контактные пружинки, 17 — кожух, 18 — ось счетчика, 19 — стекло, прикрывающее циферблат, 20 — тормазной диск, 21 — нижний подшипник с арретиром, 22 — запорный винт, 23 — втулка тормазного алюминиевого диска, 24 — железный стерженек, намагничиваемый катушкой 11 и дающий тот дополнительный магнитный поток, который дает катушка К рис. 72. На рис. 74, цифры 1, 5, 6, 7, 8, 9, 11 и 20 имеют то же значение, что и аналогичные цифры рис. 73. Компенсационная обмотка не имеет здесь железного сердечника и, в соответствии с схемой рис. 72, расположена рядом с обмоткой 5 (амперовой).
При рассмотрении счетчика в натуре и при ознакомлении с его конструктивными деталями важно зарисовать или мысленно представить себе упрощенную схему соединений основных частей счетчика — амперовой (толстой) и вольтовой (тонкой) обмоток. Так, например, для счетчика постоянного тока, представленного на рис. 72, схема соединений и включение его в сеть показаны на рис. 75. При больших силах тока амперовая обмотка А включается через шунт, как это и показано на рис. 76, отличающемся от предыдущего только наличием шунта Ш.
Счетчик рисунка 73 представлен схематически на рис. 77, при чем, как видно из схемы, он использован для трехпроводной системы. Для рис. 74 подходит схема рисунка 75. Все рассмотренные счетчики пригодны и для сетей переменного тока соответствующих напряжений. Но показания их будут уже неправильны, так что требуется введение некоторого поправочного коэффициента. Таким образом в отдельных случаях они могут быть использованы для учета энергии и в переменном токе. Но надо иметь в виду, что для переменных токов они не являются стандартными и потому, там, где приходится иметь дело с денежными расчетами, пользоваться такими счетчиками уже нельзя.
Потери напряжения и потребление энергии в счетчиках постоянного тока примерно следующие:
