MỤC LỤC
Chương 1 : Giới thiệu một số loại công tơ ........................................................ 3
1.1Công tơ điện 1 pha ........................................................................................ 3
1.2Công điện 3 pha ............................................................................................. 7
1.3Công tơ điện tử một pha nhiều biểu giá ........................................................ 11
Chương 2: Đo công suất và năng lượng ........................................................... 16
2.1. Đo công suất tác dụng ................................................................................. 16
2.2. Đo công suất phản kháng ............................................................................ 16
Chương 3 : Nguyên lý hoạt động của công tơ điện một pha ............................. 17
3.1 khái quát chung ............................................................................................ 17
3.2 Cấu tạo công tơ một pha ............................................................................... 19
3.3 Nguyên lý cấu tạo .......................................................................................... 21
3.4 Nguyên lý làm việc ....................................................................................... 23
Chương 4 : Kiểm tra công tơ ............................................................................. 26
4.1 Dựa vào hằng số công tơ .............................................................................. 26
4.2 Phương pháp công suất thời gian .................................................................. 26
4.3 Phương pháp so sánh trực tiếp với công tơ chuẩn ........................................ 30
4.4 Phương pháp đóng tải dài hạn ....................................................................... 34

1


Chương 1.
GIỚI THIỆU MỘT SỐ LOẠI CƠNG TƠ.

1.1.

Cơng tơ điện một pha:

- Cấu tạo :

7.

Bộ số

1.

Ổ đấu dây

8.

Rôto

2.

Đế

9.

Cơ cấu chống quay ngược

3.

Nam châm hãm

10.

Gối đỡ dưới

4.


Khung

11.

Phần tử dòng điện

5.

Phần tử điện áp

12.

Mặt số

6.

Gối đỡ trên

13.

Nắp

14.

Nắp che ổ đấu dây

A1: Hiệu chỉnh tải đầy 100%
A2: Hiệu chỉnh tải thấp (5%và 10%)
A3: Hiệu chỉnh tải cảm ứng (cos


2


1.1.1 Vỏ:
Đế và Ổ đấu dây Công tơ bằng nhựa Bakêlít đen.
Các Đầu cốt đồng của Ổ đấu dây được bắt vít hoặc hàn với Cuộn dây
dịng. 1 vít M3 hoặc 1 cầu nối mạch áp trượt trong Ổ đấu dây (được bố trí
bên trong hoặc bên ngồi Nắp Cơng tơ) để nối hoặc không nối mạch áp,
dễ dàng cho việc hiệu chỉnh và kiểm tra Công tơ.
Nắp Công tơ bằng thuỷ tinh hoặc nhựa PC (Polycacbonat) chống cháy
hoặc bằng nhựa bakêlít đen có cửa sổ bằng kính. Cửa sổ trong suốt cho
phép nhìn thấy Bộ số, Mặt số và Đĩa rôto.
Nắp che ổ đấu dây dài hoặc ngắn bằng nhựa Bakêlít đen hoặc sắt. Sơ đồ
đấu dây Cơng tơ ở phía trong Nắp che ổ đấu dây.
1.1.2.Khung:
Khung Cơng tơ bằng hợp kim nhôm. Trên Khung gá lắp các phần tử dòng, áp
cùng với Nam châm hãm, hệ thống Gối đỡ , Bộ số thường và Cơ cấu chống
quay ngược hoặc Bộ số 1 hướng.
1.1.3 Phần tử phát động:
Phần tử phát động gồm có 1 phần tử dịng điện và 1 phần tử điện áp. Mỗi phần
tử có 1 Lõi từ và 1 Cuộn dây.
Các Lõi từ dòng và áp bằng tơn silic có đặc tính từ tốt, được xử lý chống gỉ. Lõi
dịng có bù q tải bằng thép đặc biệt, có khả năng quá tải lớn.
3


Các cuộn dây dòng và áp cách điện cao và chống ẩm tốt.
Phần tử phát động có Cơ cấu hiệu chỉnh tải thấp và Cơ cấu hiệu chỉnh tải cảm
ứng có hiệu quả tuyến tính
1.1.4 Rơto:

Trục rơto bằng thép khơng gỉ. Đĩa rôto được gắn với Trục rôto nhờ phương pháp
ép phun nhựa đặc biệt.
Đĩa rơto bằng nhơm có độ tinh khiết cao đảm bảo mômen quay đủ cho dải tải
rộng. Mặt phía trên đĩa Rơto có các vạch chia và cạnh bên Đĩa rơto có dấu đen
tại vị trí 0 để hiệu chỉnh và kiểm tra Cơng tơ.
Trục vít bằng nhựa POM (Polyacetal) lắp trên Trục rôto để dẫn động Bộ số.
Rôto tránh được những hư hại do vận chuyển theo hướng dọc trục và hướng
kính bằng các cữ dừng cơ khí.
1.1.5 Gối đỡ trên:
Gối đỡ trên (khơng bơi trơn): 1 bạc nhựa POM liền Trục vít (lắp trên Trục
Rơto) quay trong 1 Trục thép khơng gỉ có vỏ nhựa POM bảo vệ (lắp trên Khung
Công tơ).
1.1.6 Gối đỡ dưới:
Cơng tơ có thể được cấp với 1 trong 2 loại Gối đỡ dưới sau:
a.Gối đỡ dưới loại 2 chân kính:
1 Viên bi quay giữa 2 Chân kính (1 Chân kính lắp cố định trên Khung Cơng
tơ và 1 Chân kính quay cùng với Trục rơto), do đó ma sát giảm đáng kể và đặc
tính Cơng tơ ổn định tốt ngay cả ở tải thấp.
b. Gối đỡ dưới loại gối từ:
2 Nam châm hình vành khăn nạp từ đồng cực (1 Nam

châm lắp cố định

trên Khung Công tơ và 1 Nam châm lắp với trục rôto) đẩy nhau. Ổ đỡ gồm 1
Trục thép không gỉ và 1 bạc nhựa POM (khơng bơi trơn). Do đó Gối từ mang
được khối lượng Rơto trên một "đệm từ", gần như khơng có ma sát. Nguyên lý
lực đẩy từ của Gối từ phòng ngừa được sự xâm nhập của các phần tử sắt từ vào
khe hở giữa 2 nam châm, đảm bảo ổn định đặc tính Cơng tơ. Sự ổn định từ của
Gối từ được đảm bảo bởi một quá trình chế tạo đặc biệt.
4



1.1.7 Nam châm hãm:
Nam châm bằng Alnico có lực kháng từ cao, có vỏ bảo vệ bằng hợp kim
nhơm đúc. Một hợp kim đặc biệt được gắn với cực Nam châm để bù ảnh hưởng
của nhiệt độ. Hiệu chỉnh tinh thực hiện được nhờ chuyển động của Sun từ lắp
bên trong Nam châm hãm do quay Vít hiệu chỉnh.
1.1.8 Cơ cấu chống quay ngược
Cơ cấu chống quay ngược gồm 1 Đĩa cam POM lắp trên Trục rôto, 1 Cá
hãm POM quay trên 1 trục thép không gỉ và Trụ đỡ lắp trên Khung Công tơ.
Cơ cấu chống quay ngược làm dừng sự quay ngược của Rôto và sự đếm của Bộ
số khi Công tơ bị quay ngược.
1.1.9 Bộ số:
Công tơ có thể được cấp với 1 trong 2 loại bộ số sau:
a. Bộ số thường:
Các Tang trống số, Bánh gảy, Bánh răng, Bạc đỡ, Bạc chặn bằng nhựa
POM và các Trục thép không gỉ được lắp trên khung bộ số. Khung bộ số bằng
hợp kim nhôm tấm.
b.Bộ số một hướng:
Bộ số một hướng có thể được cung cấp theo yêu cầu để thay thế cho Bộ
số thường và Cơ cấu chống quay ngược. Bộ số một hướng sẽ chỉ quay theo 1
hướng, ngay cả khi Rôto của Công tơ bị quay ngược.
Các Tang trống số, Bánh gảy, Bánh răng, Bánh cóc, Cá, Bạc đỡ, Bạc chặn bằng
nhựa POM và các Trục thép không gỉ được lắp trên Khung bộ số bằng hợp kim
nhơm tấm.
Các bộ số có 5 hoặc 6 Tang trống số (trong đó có hoặc khơng có phần thập
phân). Chữ số của Tang trống màu trắng trên nền đen từ 0 đến 9 (Riêng chữ số
của Tang trống số thập phân màu đỏ trên nền trắng từ 0 đến 9). Chữ số cao
5mm, rộng 3mm và nét 0,8mm. Bộ số (khơng bơi trơn) có ma sát rất nhỏ.
1.2. Công tơ điện 3 pha

- Cấu tạo :
5


1. ổ đấu dây

8. Phần tử dòng điện

2. Đế

9. Cơ cấu chống quay ngược

3. Nam châm hãm

10. Gối đỡ dưới

4. Khung

11. Phần tử điện áp

5. Gối đỡ trên

12. Mặt số

6. Bộ số

13. Nắp

7. Rôto


14. Nắp che ổ đấu dây

A1. Hiệu chỉnh tải đầy (100%)
A2. Hiệu chỉnh tải thấp (5% and 10%)
A3. Hiệu chỉnh tải cảm ứng (cos )
A4. Hiệu chỉnh cân bằng mômen
1.2.1 Vỏ:
Đế và ổ đấu dây Công tơ bằng nhựa Bakêlít đen.
Các Đầu cốt đồng của Ổ đấu dây được bắt vít hoặc hàn với Cuộn dây dịng.
Cầu nối mạch áp trượt trong ổ đấu dây(được bố trí bên trong hoặc bên ngoài
6


Nắp Công tơ) để nối hoặc không nối mạch, dễ dàng cho việc hiệu chỉnh và kiểm
tra Công tơ.
Nắp Công tơ bằng nhựa PC (Polycacbonat) chống cháy hoặc nhựa Bakêlít đen
có cửa sổ kính. Cửa sổ trong suốt cho phép nhìn thấy Bộ số, Mặt số và Đĩa Rơto.
Nắp che ổ đấu dây dài hoặc ngắn bằng nhựa PC chống cháy màu đen.Sơ đồ đấu
dây Cơng tơ ở phía trong Nắp che ổ đấu dây.
1.2.2.Khung:
Khung Công tơ bằng hợp kim nhôm. Trên Khung gá lắp các phần tử phát
động cùng với Nam châm hãm, hệ thống Gối đỡ, Bộ số thường và Cơ cấu chống
quay ngược hoặc Bộ số 1 hướng.
1.2.3 Phần tử phát động:
Phần tử phát động gồm loại 2 phần tử và loại 3 phần tử (theo loại Cơng tơ).
Mỗi phần tử phát động gồm có 1 phần tử dòng điện và 1 phần tử điện áp. Mỗi
phần tử có một Lõi từ và 1 Cuộn dây lắp trên 1 Giá đỡ bằng thép dẫn từ.
Các Lõi từ dịng và áp bằng tơn silic có đặc tính từ tốt, được xử lý chống gỉ. Lõi

7



dịng có bù q tải bằng một hợp kim đặc biệt, có khả năng q tải lớn.
Các Cuộn dây dịng và áp cách điện cao và chống ẩm tốt.
Mỗi phần tử phát động đều có Cơ cấu hiệu chỉnh cân bằng mô men, Cơ cấu hiệu
chỉnh tải thấp và Cơ cấu hiệu chỉnh tải cảm ứng có hiệu quả tuyến tính.
1.2.4 Rơto :
Trục Rơto bằng thép khơng gỉ. 2 đĩa Rôto được gắn với Trục Rôto nhờ
phương pháp ép phun nhựa đặc biệt.
Đĩa Rơto bằng nhơm có độ tinh khiết cao đảm bảo mômen quay đủ cho dải tải
rộng. Cạnh bên Đĩa Rơto có dấu đen tại vị trí 0 để hiệu chỉnh và kiểm tra Cơng
tơ. Trục vít bằng nhựa POM (Polyacetal) lắp trên trục Rôto để dẫn động Bộ số.
Rôto tránh được những hư hại do vận chuyển theo hướng dọc trục và hướng
kính bằng các cữ dừng cơ khí.
1.2.5 Gối đỡ trên :
Gối đỡ trên (khơng bơi trơn): 1 bạc nhựa POM liền Trục vít (lắp trên Trục
Rơto) quay trong 1 Trục thép khơng gỉ có vỏ nhựa POM bảo vệ (lắp trên Khung
Công tơ).
1.2.6 Gối đỡ dưới:
Cơng tơ có thể được cấp với 1 trong 2 loại Gối đỡ dưới sau:
a. Gối đỡ dưới loại 2 chân kính:
1 Viên bi quay giữa 2 Chân kính (1 Chân kính lắp cố định trên Khung Cơng
tơ và 1 Chân kính quay cùng với Trục Rơto), do đó ma sát giảm đáng kể và đặc
tính Cơng tơ ổn định tốt ngay cả ở tải thấp.
b. Gối đỡ dưới loại Gối Từ :
Gối đỡ dưới loại gối từ: 2 Nam châm hình vành khăn nạp từ đồng cực (1
Nam châm lắp cố định trên Khung công tơ và 1 Nam châm lắp với Trục Rôto)
đẩy nhau. Ổ đỡ gồm 1 Trục thép không gỉ và 1 bạc nhựa POM (không bơi trơn).
Do đó Gối từ mang được khối lượng Rơto trên một "đệm từ", gần như khơng có
ma sát. Ngun lý lực đẩy từ của Gối từ phòng ngừa được sự xâm nhập của các

8


phần tử sắt từ vào khe hở giữa 2 nam châm, đảm bảo ổn định đặc tính Cơng tơ.
Sự ổn định từ của Gối từ được đảm bảo bởi một quá trình chế tạo đặc biệt.
1.2.7 Nam châm hãm:
Nam châm bằng Alnico có lực kháng từ cao, có vỏ bảo vệ bằng hợp kim
nhôm đúc. Một hợp kim đặc biệt được gắn với cực Nam châm để bù ảnh hưởng
của nhiệt độ. Hiệu chỉnh tinh thực hiện được nhờ chuyển động của Sun từ lắp
bên trong Nam châm hãm do quay Vít hiệu chỉnh.
1.2.8 Cơ cấu chống quay ngược:
Cơ cấu chống quay ngược gồm 1 Đĩa cam POM lắp trên trục Rôto, 1 Cá
hãm POM quay trên 1 Trục thép không gỉ và Trụ đỡ lắp trên Khung Công tơ.
Cơ cấu chống quay ngược làm dừng sự quay ngược của Rôto và sự đếm của Bộ
số khi Công tơ bị quay ngược.
1.2.9 Bộ số:
Cơng tơ có thể được cấp với 1 trong 2 loại bộ số sau:
a.Bộ số thường:
Các Tang trống số, Bánh gảy, Bánh răng, Bạc đỡ, Bạc chặn bằng nhựa POM
và các Trục thép không gỉ được lắp trên Khung Bộ số. Khung bộ số bằng hợp
kim nhôm tấm.
b.Bộ số một hướng:
Bộ số một hướng có thể được cung cấp theo yêu cầu để thay thế cho Bộ số
thường và Cơ cấu chống quay ngược. Bộ số một hướng sẽ chỉ quay theo 1
hướng, ngay cả khi Rôto của Công tơ bị quay ngược.
Các Tang trống số, Bánh gảy, Bánh răng, Bánh cóc, Cá,
Bạc đỡ, Bạc chặn bằng nhựa POM và các Trục thép không
gỉ được lắp trên Khung bộ số bằng hợp kim nhôm tấm.
Các bộ số có 5 hoặc 6 Tang trống số (trong đó có hoặc
khơng có phần thập phân). Chữ số của Tang trống màu

trắng trên nền đen từ 0 đến 9. (Riêng chữ số của Tang
trống số thập phân màu đỏ trên nền trắng từ 0 đến 9). Chữ số cao 5mm, rộng
3mm và nét 0,8mm. Bộ số (khơng bơi trơn) có ma sát rất nhỏ.
9


1.3. Công tơ điện tử một pha nhiều biểu giá:
1.3.1 Cơng tơ có thể đo đếm theo biểu giá:
-Biểu giá theo khoảng thời gian trong ngày: Chuyển biểu giá tự động theo đồng
hồ thời gian thực bên trong Công tơ.
-Biểu giá theo ngưỡng cơng suất tiêu thụ.
Có thiết bị cầm tay để đọc số liệu Cơng tơ và lập trình lại Cơng tơ.
1.3.2 Lấy chỉ số từ xa:
Cơng tơ có thể được cài đặt sẵn hoặc nâng cấp dễ dàng với tính năng lấy chỉ
số từ xa do khách hàng lựa chọn như:
-Công nghệ lấy chỉ số từ xa dùng sóng Radio.
-Cơng nghệ lấy chỉ số từ xa tự động bằng đường dây tải điện hạ thế (PLC).
Cơng tơ có cổng bổ trợ đưa ra các tín hiệu điều khiển lập trình được như:
-Tín hiệu dùng để kiểm tra sai số Cơng tơ.
-Tín hiệu điều khiển các thiết bị đóng cắt ...
1.3.3 Cấu tạo:
1.3.3.1 Đế công tơ :
Đế Công tơ bằng nhựa PBT có cơ tính cao, chịu va đập mạnh, chống cháy.
1.3.3.2 Ổ đấu dây :
Ổ đấu dây bằng nhựa Bakelit đen, chứa các Đầu nối dây điện áp và dịng
điện bằng đồng khối mạ Ni có các Vít bắt dây dẫn điện cũng bằng đồng mạ Ni
đảm bảo tiếp xúc tốt và khơng gỉ. Cuộn dây dịng điện được hàn nối trực tiếp với
Đầu nối đảm bảo tiếp xúc tin cậy. Một Cầu nối mạch áp trượt trên ổ đấu dây
(bên ngồi Nắp Cơng tơ) để nối hoặc không nối mạch áp, dễ dàng cho kiểm tra
Công tơ. Ngồi ra cịn có các Cầu nối dây của Cổng bổ trợ.


10


1.3.3.3 Cổng bổ trợ :
Cơng tơ có Cổng phụ nằm ở phía bên phải của ổ đấu dây, cho phép nối dây ra
các thiết bị bên ngoài và được đánh số thứ tự từ 1 - 6. Có thể cài đặt được chức
năng của Cổng bổ trợ thông qua Máy tính.
1.3.3.4 Nắp Cơng tơ :
Nắp Cơng tơ bằng nhựa PC trong suốt, chịu va đập mạnh, chịu nhiệt độ cao,
chịu tia cực tím, chống cháy. Trên nắp có các Phím bấm điều khiển và Cổng
giao tiếp quang học (theo chuẩn IEC 1107).
1.3.3.5 Nắp che ổ đấu dây :
Nắp che ổ đấu dây bằng nhựa PC đảm bảo che kín Đầu nối và Cáp đấu, chịu
va đập, chống cháy. Sơ đồ đấu dây Cơng tơ ở phía trong Nắp che ổ đấu dây.
1.3.3.6 Bo mạch điện tử :
Bo mạch điện tử được thiết kế trên cơ sở các Linh kiện đặc chủng của các
hãng nổi tiếng trên Thế giới. Mạch điện nhỏ gọn làm việc tin cậy, đơn giản trong
sửa chữa và bảo trì.
Mạch điện được gia cơng hàn dán và kiểm tra hiệu chỉnh trên dây chuyền công
nghệ hiện đại của Tây âu và Nhật Bản.
Bo mạch sau khi chế tạo xong được sơn phủ bề mặt để nhiệt đới hoá.
1.3.3.7 Màn hiển thị LCD :

11


Màn hiển thị LCD của Công tơ là loại chịu được nhiệt độ cao tới 75 oC vàtia
cực tím phù hợp với điều kiện nhiệt đới hoá và thời tiết Việt Nam.


1.3.3.8 Pin :
Cơng tơ sử dụng Pin Litium có tuổi thọ 10 năm trong điều kiện làm việc liên
tục trên lưới điện và ≥ 2 năm bảo quản Công tơ trong kho. Do vậy mà các số
liệu cài đặt và thu thập được trong Cơng tơ là hồn tồn tin cậy.
1.3.4 Sơ đồ đấu dây:

1.3.5 Hoạt động của công tơ:
Hệ thống nhiều biểu giá:
Cơng tơ có 4 thanh ghi biểu giá: T1, T2, T3, T4
Nếu cài đặt biểu giá theo thời gian trong ngày thì có thể cài đặt tới 4 biểu giá.
Nếu cài đặt theo cả thời gian trong ngày và theo mức cơng suất thì cài được 2
cặp

biểu

giá:

(T1, T3) là cặp biểu giá mức thấp (T2, T4) là cặp biểu giá mức cao.

1.3.5.1 Có thể cài đặt thêm các lựa chọn sau:
12


- Biểu giá ngày xác định theo mùa.
- Các ngày đặc biệt (ngày làm việc, ngày nghỉ, ngày lễ...).
Có thể cài đặt thêm cho các lựa chọn sau:
Việc chuyển biểu giá được đồng bộ với thời gian thực. Đồng hồ thời gian thực là
một tính năng của Cơng tơ.
Cài đặt biểu giá và mức công suất tiêu thụ thông qua phần mềm CSMcom trên
Máy tí

nh .
1.3.5.2 Thơng tin hiển thị:
Thơng tin được hiển thị trên màn hình LCD với 7 chữ số và một số ký hiệu
kèm theo. Chỉ số của các biểu giá (kWh) hiển thị bằng 6 chữ số và một số thập
phân.
Trong chế độ bình thường - Cơng tơ hiển thị chỉ số của biểu giá tích cực - Khi
bấm nút SC (SCROLL) các thông số sẽ tuần tự hiển thị (Xem chi tiết trong tài
liệu Kỹ thuật kèm theo Công tơ).
1.3.5.3 Tự động lưu chỉ số công tơ:
Cho phép lưu chỉ số điện năng của các biểu giá và biểu giá tổng vào
00.00giờ của ngày chỉ định (cài đặt bằng phần mềm CSMcom trên Máy tính).
Nếu lúc đó mất điện thì sẽ lưu ngay sau khi có điện trở lại. Mặc định lưu vào
ngày đầu tháng. Cơng tơ có thể lưu được chỉ số điện năng của 6 tháng gần nhất.
1.3.5.4 Cổng quang:
Cổng quang có kích thước vật lý và giao thức truyền thông phù hợp với IEC
1107:1996.
Cổng quang dùng để giao tiếp với HHU (Thiết bị cầm tay) hoặc Máy tính thơng
qua Cáp nối chun dụng.
Sử dụng cổng này để cài đặt và lấy chỉ số của Cơng tơ (ngồi phương thức lấy
chỉ số từ xa).
1.3.5.5 Lưu trữ số liệu:
Công tơ lưu giữ thông tin năng lượng, thời gian thực, mơ hình biểu giá và
thơng tin khách hàng được tối thiểu là 2 năm mất điện.
13


CHƯƠNG 2 .
ĐO CƠNG SUẤT VÀ NĂNG LƯỢNG .
Cơng dụng của công tơ điện một pha: Là đo điện năng tiêu thụ
2.1. Đo công suất tác dụng:

14


- Công suất và năng lượng là các đại lượng cơ bản của hệ thống điện. Các đại
lượng này có liên quan nhiều đến nền kinh tế quốc dân, vì vậy việc xác định
công suất và năng lượng là nhiệm vụ rất quan trọng.
-Với mạch xoay chiều một pha:
-

P=UI=

1
T



T

0

T

Pdt = U .Icos.dt
0

2.2. Đo công suất phản kháng:
- Công suất phản kháng được tính theo biểu thức: Q=UI sin  .
Khác với công suất tác dụng, công suất phản kháng tỉ lệ với sin  . Để tạo ra
được góc sin  phải làm sao tạo được góc lệch  =



2

giữa véctơ dòng và áp của

cuộn dây điện áp trong oatmet. Muốn vậy người ta mắc them một điện trở R 1
song song với cuộn áp sau đó mắc nối tiếp cuộn dây điện cảm L2 và điện trở R2.
Với cách mắc trên đẵ tạo ra được góc lệch pha giữa U và I u trong cuộn áp một
góc  =


2

bằng cách chọn các thong số của mạch thích hợp.

Khi đó góc lệch  của oatmet là:

U
 = kIu I cos( −  ) = K I sin  = SQ
2

Zu

S= k/Zu : Độ nhạy của oátmet phản kháng.

CHƯƠNG 3

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CÔNG TƠ ĐIỆN
MỘT PHA
3.1 khái quát chung:

Năng lượng điện trong mạch xoay chiều một pha được tính theo biểu thức
t2

t2

W= t1 Pdt =t1 UIcos dt = KPt
Trong đó P: cơng suất tiêu thụ trên phụ tải
15


t: khoảng thời gian tiêu thụ công suất;
K: hệ số
Công tơ được chế tạo dựa trên cơ cấu chỉ thị cảm ứng

Giản đồ véc tơ
16


Cấu tạo gồm 2 phần: phần tĩnh và phần động. Phần tĩnh là 2 cuộn dây quấn
trên lõi thép 1 và 2. Khi có dịng điện chạy qua các cuộn dây tạo ra từ trường
móc vịng qua lõi thép và phần động. Phần động là đĩa nhôm 3 được gắn trên
trục quay. Khi có dịng điện I1 và I2 đi vào các cuộn dây phần tĩnh, chúng tạo ra
từ thông 1 và 2 , các từ thông này xuyên qua đĩa nhôm làm xuất hiện trong đĩa
nhôm các sức điện động tương ứng E1 và E2 lệch pha với 1 và  2 một góc
 / 2 và các dịng điện xoáy I12 vàI22 . Do sự tác động tương hỗ giữa từ thơng 1 ,
 2 và dịng điện xốy I12, I22 tạo thành momen làm quay đĩa nhơm.

Mơmen quay Mq là tổng của các momen thành phần:
Mq=C1 1 I22 +C2  2 I12 sin
C1,C2 là hệ số;  - góc lệch pha giữa 1 và 2

3.2. Cấu tạo công tơ một pha:
- Công tơ điện một pha gồm:
1.Cuộn điện áp :

Hình 1: Cuộn điện áp
Cuộn điện áp: được mắc song song với phụ tải, cuộn này có số vòng dây nhiều,
tiết diện dây nhỏ.
2.Cuộn dòng điện:
17


Hình 2 : Cuộn dịng điện:
Cuộn dịng điện : được mắc nối tiếp với phụ tải, cuộn này có số vịng dây ít, tiết
diện dây lớn
3.Đĩa nhơm:

Hình 3 :Đĩa nhơm
Đĩa nhơm: Được gắn lên trục, tỳ vào trụ có thể quay tự do giữa 2 cuộn dây và
quay tự do giữa khe hở của nam châm vĩnh cửu.
4.Nam châm vĩnh cửu:

18


Hì
nh 4 : Nam châm vĩnh cửu
Nam châm vĩnh cửu: là bộ phận tạo ra mômen cản khi đĩa nhôm quay trong
từ trường của nó

5.Hộp số cơ khí:


Hình 5:Hộp số cơ khí
Hộp số cơ khí: để hiển thị số vịng quay của đĩa nhơm nó được gắn với trục của
đĩa nhôm.

3.3 Nguyên lý cấu tạo:
Sơ đồ nguyên lý công tơ điện một pha:
19


Hai cuộn dây tạo thành 2 nam châm điện 1 và 2. cuộn dây một mắc song
song với phụ tải có số vịng dây lớn và tiết diện nhỏ gọi là cuộn áp. cuộn dây 2
mắc nối tiếp với phụ tải có ít vịng, đuớng kính dây từ 1-2 mm gọi là cuộn dịng.
Đĩa nhơm 3 gắn trên trục có thể quay tự do giữa cuộn 1 và 2. Trên trục gắn hộp
số cơ khí để chỉ thị. Nam châm 4 có nhiệm vụ tạo momen hãm do từ trường của
nó xun

qua đĩa nhơm khi

đĩa quay.

20


Giản đồ véc tơ :

3.4 Nguyên lý làm việc:

Khi có dòng điện I chạy qua phụ tải và qua cuộn dịng sẽ tạo ra từ thơng  i cắt
đĩa nhơm 2 lần. Điện áp U được đặt vào cuộn áp, dòng I u tạo thành 2 từ thong

 u xuyên qua đĩa nhôm và  l không xuyên qua đĩa nhơm.

Ta có:

 I =K1I

 u =KuIu=KuU/Zu

21


U: điện áp đặt lên cuộn áp
Zu: tổng trở của cuộn áp; K1,Ku - hệ số tỉ lệ
Do cuộn áp có điện trở thuần khá nhỏ so với cuộn kháng nên ta có thể coi:
Zu  Xu=2  fLu
Lu- điện cảm của cuộn dây
f- tần số
Do đó:
u =

Ku.U
U
= Ku '
2 fLu
f

Ta có momen quay của cơ cấu chỉ thị kiểu cảm ứng:
Mq=Cf 1 .  2 sin
nếu ta coi: 1   i,  2   u thì
Mq=Cf  i. u . sin

Hay

Mq=CKiK’uUI. sin
Mq=KUI. sin
K=CKiK’u;  : góc lệch pha giữa  i,  u

Từ biểu đồ vectơ ta có:  =  − 1 − 
Nếu thực hiện  − 1 =  / 2 thì =  / 2 −  và biểu thức trên sẽ là:
Mq=KUI cos  =KP
Từ đó ta thấy momen tỉ lệ với cơng suất tiêu thụ
Để có thể thực hiện  − 1 =  / 2 người ta điều chinh góc  tức là điều chỉnh
 u bằng cách thay đổi vị trí sun từ của cuộn áp hoặc đỉều chỉnh góc 1 nghĩa là

thay đổi  i bằng cách them hoặc bớt vòng ngắn mạch của cộn dòng.
Momen quay Mq làm cho đĩa nhôm quay, khi đĩa nhôm quay trong từ trường
của nam châm vĩnh cửu, nó bị cản bởi momen cản Mc do từ trườn của nam châm
khi xuyên qua đĩa nhôm tạo nên.
MC=kIIM  m
 m : từ thơng do nam châm sinh ra

IM: dịng điện xốy sinh ra trong đĩa nhôm
22


Trong đó IM=k2  m no; no: tốc độ quay đều của đĩa nhôm khi momen quay bằng
momen cản. Nên ta có:
Mc=k1k2  2 m no
Và:

Mc=k3  2 m no


Khi cân bằng giữa momen quay và momen cản ta có:
Mq=Mc
Và:

KP=k3  2 m no

Trong khoảng thời gian t đĩa quay được n vịng vì vậy
no=N/t
 N= CpPt=CpW
Cp:

hằng số của cơng tơ, Cp = N/W [vòng/kwh]

23


CHƯƠNG 4

KIỂM TRA CÔNG TƠ ĐIỆN .
4.1 Dựa vào hằng số cơng tơ:
- Kiểm tra sự làm việc chính xác của công tơ dựa vào hằng số công tơ

Hằng số cơng tơ:

Cp =

(Vịng/KWh)

- Cp thể hiện số vịng quay của công tơ (N) khi tiêu hao công suất P = 1KW

trong thời gian t = 1 giờ.
Để kiểm tra một cơng tơ làm việc có chính xác hay khơng ta kiểm tra như thế
nào? (Dựa vào hằng số công tơ Cp)
- Ví dụ
Một cơng tơ điện 1 pha có các thông số như sau: U = 220 V, I = 5(20)A,
Cp = 900 (Vịng/KWh), có tải là 1 Bóng đèn có cơng suất P = 1 KW hãy kiểm
tra cơng tơ làm việc có chính xác hay khơng?
Cách kiểm tra:
Dựa vào hằng số công tơ với tải P = 1KW, và đĩa nhơm quay N = 1 vịng
thì sẽ mất thời gian là:

Cp =

= 900 =

Ta có:
=> t =

giờ =

= 4 giây .

24


4.2. Phương pháp công suất thời gian:
Phương pháp này được áp dụng rộng rãi nhưng năng suất thấp và phức
tạp.Với phương pháp này, mạch điện áp vàdịng điện của cơng tơ được tách biệt
rồi đưa công suất điện qua công tơ. Trong đó các đại lượng điện áp, dịng điện
vàgóc lệch pha có khả năng điều chỉnh được ở các giátrị quy định, đồng thời

phải đếm được số vòng quay của công tơ theo đồng hồ bấm giây.
Để loại trừ sai số do phương pháp, cần phải giữ công suất ổn định trong thời
gian đếm số vòng dây của đĩa cơng tơ.
Ta có:
C.N=P.t
Trong đó:
C- Hằng số cơng tơ
N- Số vịng quay đĩa công tơ
P- Công suất tiêu thụ ở phụ tải
t- Thời gian để đĩa công tơ quay được N vịng.
=> t =

C.N
P

Đây chí
nh làthời gian chuẩn danh nghĩa mànhàchế tạo thiết lập trên cơ sở tí
nh
tốn theo hằng số cơng tơ, số vịng quay của đĩa cơng tơ vàcơng suất tải.
Khi kiểm nghiệm bằng phương pháp công suất thời gian, trong q trình tí
nh
tốn phải chúý5 điểm sau:
1. Những cơng tơ cóquy định các thiết bị phụ lắp đồng bộ vàđược ghi nhận trên
mặt số công tơ, công suất trong cơng thức tính thời gian phải nhân thêm với hệ
số biến đổi TI vàTu
t=

C .N
P.K I .KU


2. Đối với những công tơ 3 pha, khi kiểm nghiệm từng phần tử, công suất đưa
vào từng phần tử bằng:
Pn =

P
n

25