Οι πρώτοι μετρητές ηλεκτρικής ενέργειας εμφανίστηκαν τον 19ο αιώνα. Αυτό μπορεί να εξηγηθεί από μαζικές μελέτες ηλεκτρομαγνητισμού, οι οποίες διεξήχθησαν από επιστήμονες. Σήμερα, οι μετρητές ηλεκτρικής ενέργειας χωρίζονται σε διάφορους τύπους και είναι εγκατεστημένοι σε όλα τα δωμάτια όπου οι άνθρωποι καταναλώνουν ηλεκτρικό ρεύμα. Ο κύριος στόχος του είναι να σταθεροποιήσει και, εάν χρησιμοποιηθεί σωστά, να ελαχιστοποιήσει τους λογαριασμούς χρησιμότητας.
Ταξινόμηση μετρητών ηλεκτρικής ενέργειας
Όλοι οι μετρητές για την ηλεκτρική ενέργεια ταξινομούνται ανά τύπο ανάλογα με τον τύπο σύνδεσης, τα χαρακτηριστικά σχεδίασης και τις μετρούμενες τιμές. Οι συσκευές χωρίζονται σε απευθείας συνδεδεμένες γραμμές τροφοδοσίας και συσκευές που συνδέονται στο ηλεκτρικό κύκλωμα χρησιμοποιώντας μετασχηματιστές μέτρησης.
Ανάλογα με τα χαρακτηριστικά σχεδιασμού, οι ηλεκτρικοί μετρητές χωρίζονται στους ακόλουθους τύπους:
- Ηλεκτρομηχανική ή επαγωγή. Η αρχή λειτουργίας του ηλεκτρικού μετρητή έχει ως εξής: το κινούμενο μέρος που κατασκευάζεται από αγώγιμο υλικό επηρεάζεται άμεσα από το μαγνητικό πεδίο, το οποίο σχηματίζεται από στατικά αγώγιμα πηνία. Το κινούμενο μέρος είναι ο δίσκος και τα πηνία παράγουν ρεύματα, οδηγώντας αυτόν τον δίσκο. Το ποσό του πόρου που καταναλώνεται είναι άμεσα ανάλογο με τον αριθμό των περιστροφών αυτού του δίσκου.
Μετρητής επαγωγής ενιαίου τιμολογίου - Στατική ή ηλεκτρονική συσκευή μέτρησης. Η αρχή λειτουργίας ενός ηλεκτρονικού μετρητή ενέργειας είναι η εξής: ηλεκτρονική, είναι στερεάς κατάστασης, τα μέρη είναι επιρρεπή σε τάση και εναλλασσόμενο ρεύμα, το οποίο δημιουργεί παλμούς στην έξοδο, του οποίου η ποσότητα είναι ίση με τον όγκο του μετρημένου ενεργειακού πόρου. Μια τέτοια συσκευή ηλεκτρικού μετρητή σάς επιτρέπει να μετράτε ενεργή ενέργεια μετατρέποντας σήματα τάσης και αναλογικού ρεύματος σε παλμούς μέτρησης.
- Οι υβριδικοί τύποι συσκευών μέτρησης είναι αρκετά σπάνιοι. Ένα χαρακτηριστικό της συσκευής του ηλεκτρικού μετρητή είναι η ομοιότητα του σχεδιασμού μηχανικών και ηλεκτρονικών συσκευών.
Οι ηλεκτρικοί μετρητές ταξινομούνται σε διάφορους τύπους σύμφωνα με τις μετρούμενες τιμές και τον αριθμό των τιμολογίων. Στην πρώτη περίπτωση, οι συσκευές μέτρησης είναι μονοφασικές και τριφασικές, στη δεύτερη - μονή και δύο τιμές.
Η συσκευή και η αρχή λειτουργίας του ηλεκτρικού μετρητή
Για να καταγράφετε σε πραγματικό χρόνο και συνεχώς την ενεργό κατανάλωση εναλλασσόμενου ρεύματος, είναι απαραίτητο να εγκαταστήσετε μονοφασικούς ή τριφασικούς επαγωγικούς μετρητές. Εάν είναι σημαντικό να ληφθεί υπόψη το συνεχές ρεύμα, το οποίο είναι ευρέως διαδεδομένο στον σιδηρόδρομο και σε όλους τους τύπους ηλεκτρικών οχημάτων, τοποθετούνται ηλεκτροδυναμικές συσκευές μέτρησης.
Οι επαγωγικοί ηλεκτρικοί μετρητές είναι εξοπλισμένοι με δίσκο κατασκευασμένο από αλουμίνιο · όταν καταναλώνεται ο πόρος, αυτό το κινούμενο στοιχείο περιστρέφεται λόγω των ροών δίνης που δημιουργούνται από τα επαγωγικά πηνία. Σε αυτήν την περίπτωση, υπάρχουν δύο διαφορετικές δυνάμεις - το μαγνητικό πεδίο των επαγωγικών πηνίων και το μαγνητικό πεδίο των ριωδών ρευμάτων. Τα προκύπτοντα ρεύματα ρέουν σε ένα παράλληλο κύκλωμα φορτίου. Κάθε πηνίο είναι εξοπλισμένο με έναν πυρήνα που μαγνητίζεται με εναλλασσόμενο ρεύμα. Η επίδραση του συνεχούς εναλλασσόμενου ρεύματος οδηγεί στο γεγονός ότι οι πόλοι των ηλεκτρομαγνητών αλλάζουν συνεχώς. Αυτό οδηγεί στη διέλευση μεταξύ τους ενός μαγνητικού πεδίου. Είναι αυτός που τραβά τον δίσκο αλουμινίου πίσω του, σχηματίζοντας μια περιστροφή.
Η ταχύτητα περιστροφής του δίσκου είναι ευθέως ανάλογη με το μέγεθος των ρευμάτων και στα δύο πηνία.Κατά την παραγωγή ηλεκτρικών μετρητών, χρησιμοποιούνται απλές τεχνικές σύνδεσης από μηχανικούς, λόγω των οποίων ο περιστρεφόμενος δίσκος συνδέεται με τις ψηφιακές αναγνώσεις στον πίνακα.
Η λογιστική για τον καταναλωθέντα πόρο βασίζεται στην τάση προώθησης και την τρέχουσα τάση. Όλα τα δεδομένα τροφοδοτούνται στην ένδειξη. Σε προηγμένα μοντέλα, τα δεδομένα αποθηκεύονται στη μνήμη της συσκευής.
Τα τελευταία χρόνια, οι άνθρωποι προτιμούν όλο και περισσότερο τις ηλεκτρονικές δομές δύο τιμολογίων. Η συνεχώς αυξανόμενη ζήτηση εξηγείται από τον ακόλουθο κατάλογο πλεονεκτημάτων:
- Οι συσκευές διαβάζουν με μεγαλύτερη ακρίβεια πληροφορίες, οι οποίες μειώνουν το κόστος των λογαριασμών κοινής ωφέλειας.
- Σε σύγκριση με τους μηχανικούς ηλεκτρικούς μετρητές, έχουν συμπαγές μέγεθος και πιο ελκυστική εμφάνιση.
- Αυτόματη εναλλαγή σε τιμολόγια ημέρας και νύχτας, δεν απαιτείται ανθρώπινη συμμετοχή. Ακόμη και στο στάδιο της παραγωγής, η συσκευή προγραμματίζεται για δύο χρονικά διαστήματα - από τις 07:00 έως τις 23:00 και από τις 23:00 έως τις 07:00.
- Τα προηγμένα μοντέλα πρέπει να ελέγχονται μία φορά για 5-16 χρόνια. Αυτή η επαλήθευση απαιτείται για τη σωστή λογιστική και τη συγκέντρωση χρημάτων. Η επαλήθευση πρέπει να γίνει από την εταιρεία παροχής ενέργειας.
Ο πρώτος έλεγχος της απόδοσης της συσκευής πραγματοποιείται στο εργοστάσιο, η ημερομηνία πρέπει να αναφέρεται στα συνοδευτικά έγγραφα.
Μεταξύ των μειονεκτημάτων των συσκευών μέτρησης δύο τιμών, το υψηλό κόστος και η αξιοπιστία τους διακρίνονται σε σύγκριση με τους μηχανικούς ομολόγους. Όπως δείχνει η πρακτική, τα ηλεκτρονικά μοντέλα συχνά αποτυγχάνουν.
Σχηματικό διάγραμμα του ηλεκτρικού μετρητή
Το σχήμα λειτουργίας όλων των τύπων ηλεκτρικών συσκευών δεν έχει θεμελιώδεις διαφορές, είναι όλα παρόμοια.
Για τη μέτρηση της ισχύος, περιλαμβάνονται αρκετοί απλοί αισθητήρες:
- Αισθητήρες τάσης, η λειτουργία των οποίων βασίζεται σε ένα γνωστό κύκλωμα διαχωριστή.
- Τρέχοντες αισθητήρες βασισμένοι σε μια συνηθισμένη διακλάδωση μέσω της οποίας περνά η φάση του ηλεκτρικού δικτύου.
Το σήμα που ανιχνεύεται από αυτούς τους αισθητήρες είναι μικρό, επομένως πρέπει να ενισχυθεί χρησιμοποιώντας ηλεκτρονικούς ενισχυτές. Στη συνέχεια, πραγματοποιείται αναλογική-ψηφιακή επεξεργασία για τον μετασχηματισμό των σημάτων και τον πολλαπλασιασμό τους.
Τα ακόλουθα βήματα φιλτράρουν το ψηφιοποιημένο σήμα και εμφανίζουν δεδομένα στην οθόνη:
- ενσωμάτωση;
- ένδειξη;
- υπολογισμοί μεταφοράς
- μετατροπή.
Σε αυτό το σχήμα, οι χρησιμοποιούμενοι αισθητήρες εισόδου δεν είναι σε θέση να παρέχουν μετρήσεις μιας κατηγορίας διανυσμάτων υψηλής ακρίβειας και επομένως τον υπολογισμό της ισχύος.
Εάν απαιτείται υψηλή ακρίβεια μέτρησης, το κύκλωμα είναι επιπλέον εξοπλισμένο με ειδικούς μετασχηματιστές μέτρησης.
Αν σε σύγκριση θεωρούμε το βασικό σχήμα λειτουργίας ενός μονοφασικού ηλεκτρονικού μετρητή, σε αυτό το VT συνδέεται επιπλέον με μηδέν και φάση, και το CT είναι αναπόσπαστο στοιχείο της διακοπής καλωδίου φάσης. Δεδομένου ότι τα σήματα προέρχονται από δύο μετασχηματιστές, δεν απαιτείται πρόσθετη ενίσχυση σήματος. Όλοι οι περαιτέρω μετασχηματισμοί πραγματοποιούνται από τον μικροελεγκτή, ελέγχει την οθόνη, τη μνήμη τυχαίας προσπέλασης και το ηλεκτρονικό ρελέ. Το σήμα εξόδου μέσω RAM μπορεί να μεταδοθεί περαιτέρω στο κανάλι πληροφοριών.
