I primi contatori elettrici apparvero nel XIX secolo. Ciò può essere spiegato da studi di massa sull'elettromagnetismo, condotti dagli scienziati. Oggi i contatori elettrici sono suddivisi in diversi tipi e sono installati in tutte le stanze in cui le persone consumano elettricità. Il suo compito principale è stabilizzare e, se usato correttamente, minimizzare le bollette.
Classificazione dei contatori elettrici
Tutti i contatori per l'elettricità sono classificati per tipo in base al tipo di connessione, alle caratteristiche di progettazione e ai valori misurati. I dispositivi sono suddivisi in direttamente collegati alla linea di alimentazione e dispositivi collegati al circuito elettrico mediante trasformatori di misurazione.
A seconda delle caratteristiche del design, i contatori elettrici sono suddivisi nei seguenti tipi:
- Elettromeccanico o a induzione. Il principio di funzionamento del contatore elettrico è il seguente: la parte mobile in materiale conduttivo è direttamente influenzata dal campo magnetico, che è formato da bobine conduttive stazionarie. La parte mobile è il disco e le bobine producono correnti, guidando questo disco. La quantità di risorse consumate è direttamente proporzionale al numero di rivoluzioni di questo disco.
Contatore di induzione a tariffa unica - Dispositivo di misurazione statico o elettronico. Il principio di funzionamento di un contatore di energia elettronico è il seguente: elettronico, sono a stato solido, le parti sono sensibili alla tensione e alla corrente alternata, il che crea impulsi in uscita, la cui quantità è uguale al volume della risorsa energetica misurata. Tale dispositivo per contatori elettrici consente di misurare l'energia attiva convertendo i segnali di tensione e corrente analogica in impulsi di conteggio.
- I tipi ibridi di dispositivi di misurazione sono piuttosto rari. Una caratteristica del dispositivo del contatore elettrico è la somiglianza del design dei dispositivi meccanici ed elettronici.
I contatori elettrici sono classificati in diversi tipi in base ai valori misurati e al numero di tariffe. Nel primo caso, i dispositivi di misurazione sono monofase e trifase, nel secondo - singolo e due tariffe.
Il dispositivo e il principio di funzionamento del contatore elettrico
Per poter registrare in tempo reale e continuamente il consumo di energia attiva della corrente alternata, è necessario installare misuratori di induzione monofase o trifase. Se è importante tenere conto della corrente continua, diffusa sulla ferrovia e su tutti i tipi di veicoli elettrici, vengono montati contatori elettrodinamici.
I contatori elettrici a induzione sono dotati di un disco in alluminio; quando la risorsa viene consumata, questo elemento mobile ruota a causa dei flussi di vortice creati dalle bobine di induzione. In questo caso, ci sono due forze diverse: il campo magnetico delle bobine di induzione e il campo magnetico delle correnti parassite. Le correnti risultanti fluiscono in un circuito di carico parallelo. Ogni bobina è dotata di un nucleo magnetizzato da corrente alternata. L'effetto della corrente alternata continua porta al fatto che i poli degli elettromagneti cambiano costantemente. Questo porta al passaggio tra loro di un campo magnetico. È esso che tira il disco di alluminio dietro di esso, formando una rotazione.
La velocità di rotazione del disco è direttamente proporzionale all'entità delle correnti in entrambe le bobine.Nella produzione di contatori elettrici, vengono utilizzate semplici tecniche di collegamento dalla meccanica, grazie alle quali il disco rotante è collegato con le letture digitali sul pannello.
La contabilizzazione della risorsa consumata si basa sulla tensione diretta e sulla tensione di corrente. Tutti i dati vengono inviati all'indicatore; nei modelli avanzati, i dati vengono archiviati nella memoria del dispositivo.
Negli ultimi anni, le persone hanno sempre più preferito strutture elettroniche a due tariffe. La domanda in costante aumento è spiegata dal seguente elenco di vantaggi:
- I dispositivi leggono le informazioni in modo più accurato, riducendo il costo delle bollette.
- Rispetto ai contatori elettrici meccanici, hanno dimensioni compatte e un aspetto più attraente.
- Passa automaticamente alle tariffe diurne e notturne, non è richiesta la partecipazione umana. Anche in fase di produzione, il dispositivo è programmato per due intervalli di tempo: dalle 07:00 alle 23:00 e dalle 23:00 alle 07:00.
- I modelli avanzati devono essere controllati una volta per 5-16 anni. Tale verifica è richiesta per la corretta contabilità e competenza dei fondi. La verifica dovrebbe essere effettuata dalla società di fornitura di energia.
Il primo controllo delle prestazioni del dispositivo viene eseguito in fabbrica, la data deve essere indicata nella documentazione di accompagnamento.
Tra gli svantaggi dei dispositivi di misurazione a due tariffe, l'elevato costo e la loro inaffidabilità si distinguono rispetto alle controparti meccaniche. Come dimostra la pratica, i modelli elettronici spesso falliscono.
Schema del contatore elettrico
Lo schema di funzionamento di tutti i tipi di apparecchi elettrici non ha differenze fondamentali, sono tutti simili.
Per misurare la potenza, sono coinvolti diversi semplici sensori:
- Sensori di tensione, il cui funzionamento si basa su un circuito divisore noto.
- Sensori di corrente basati su uno shunt normale attraverso il quale passa la fase della rete elettrica.
Il segnale che viene rilevato da questi sensori è piccolo, quindi deve essere amplificato utilizzando amplificatori elettronici. Quindi, viene eseguita l'elaborazione analogico-digitale per trasformare i segnali e moltiplicarli.
I seguenti passaggi sono il filtraggio del segnale digitalizzato e la visualizzazione dei dati sul display:
- integrazione;
- indicazione;
- calcoli di trasferimento;
- conversione.
In questo schema, i sensori di input utilizzati non sono in grado di fornire misurazioni di una classe di vettori ad alta precisione e, quindi, il calcolo della potenza.
Se è richiesta un'elevata precisione di misurazione, il circuito è inoltre dotato di speciali trasformatori di misurazione.
Se in confronto consideriamo lo schema di base del funzionamento di un contatore elettronico monofase, in esso il VT è inoltre collegato a zero e fase e il CT è un componente integrale di una rottura del filo di fase. Poiché i segnali provengono da due trasformatori, non è necessaria un'ulteriore amplificazione del segnale. Tutte le ulteriori trasformazioni vengono eseguite dal microcontrollore, controlla il display, la memoria ad accesso casuale e il relè elettronico. Il segnale di uscita tramite RAM può essere ulteriormente trasmesso al canale informativo.
