Индукционные электросчетчики: Особенности устройства индукционного счетчика электроэнергии

Выбор электросчетчика.

Главная  »  Статьи  »  Хочу купить счётчик электроэнергии. Какой мне выбрать?  »  Выбор электросчетчика

Счетчик электроэнергии – (см. каталог Счетчик электроэнергии) это электроизмерительный прибор, предназначенный для учета потребленной электроэнергии, переменного или постоянного тока (измеряется в кВт/ч или А/ч). Электросчетчики применяются там, где осуществляется легальное потребление электричества и дает возможность существенно экономить бюджет, следя за потреблением электроэнергии в любой заданный период времени.

В настоящее время в России производится довольно большая гамма электросчетчиков. Они могут быть одно- или многофункциональными, позволяют работать с одним или сразу несколькими тарифами, т.е. дифференцируя их по времени или другим показателям. Выпускаются однофазные и трехфазные счетчики, электронные или классические индукционные. Как правило, основной выбор потребителю приходится делать между индукционными и электронными электросчетчиками, которые могут быть с механическим или жидкокристаллическим отсчетным механизмом.

Электронные счетчики отличаются более высокой точностью и надежностью по сравнению с индукционными электросчетчиками.

Принцип работы индукционных электросчетчиков (электромеханические электросчетчики) заключается во вращении подвижной части прибора, выполненной в виде металлического диска и учете/выдаче количества оборотов диска специальным счетным механизмом. Количество потребленной энергии, в этом случае, прямо пропорционально числу оборотов диска. Индукционные электросчетчики имеют более широкое распространение, т.к. повсеместно устанавливались почти до конца прошлого века. Но и сейчас многие потребители не спешат переходить на более современные электронные счетчики энергии, хотя индукционные счетчики являются физически устаревшими и не поддерживают ни многотарифный учет энергии ни дистанционный съем показаний счетчика.

Электронные электросчетчики (статические электросчетчики) работают по принципу взаимодействия магнитных потоков двух катушек (неподвижной и вращаемой в магнитном потоке). В отличие от индукционных счетчиков, электронные счетчики построены на основе микросхем, не содержат вращающихся частей и производят преобразование сигналов, поступающих с измерительных элементов напряжения тока, в пропорциональные величины мощности и энергии.

Наиболее важные функции электронных счетчиков энергии – это тарифность счетчика и класс точности. Электросчетчик может быть однотарифным или двухтарифным. Двухтарифные счетчики дают возможность платить за электроэнергию меньше, так как в установленное время они автоматически переключаются на ночной тариф, который в большинстве регионов почти в 2 раза ниже дневного. Двухтарифная система расчетов предполагает отдельные тарифы для дня (с 7:00 до 23:00) и ночи (с 23:00 до 7:00). Например, в Москве оно дешевле в 4 раза, а в Санкт-Петербурге — примерно в 2 раза. Поскольку ночной тариф значительно ниже дневного, это дает возможность существенно сократить расходы на оплату электроэнергии (особенно при переводе на ночной режим таких энергоемких приборов, как стиральные машины или электрообогреватели).

Класс точности электросчетчика указывает на уровень погрешности измерений прибора. Ранее все счетчики имели класс точности 2.5 (максимально допустимый уровень погрешности этих приборов — 2,5%). Позже был введен новый стандарт точности приборов учета, используемых в бытовом секторе – 2.0, что и стало весомой причиной к повсеместной замене индукционных счетчиков на более точные, с классом точности 2.0.

Устанавливать счетчик электрической энергии необходимо только с согласия энергосбытовой организации и только представителю имеющей лицензию компании, а самостоятельно устанавливать счетчик не рекомендуется. Если у Вас уже был установлен электросчетчик и Вы просто хотите его заменить, то помните, что самовольный демонтаж старого счетчика является нарушением договора с энергокомпанией и сорванная на старом счетчике пломба влечет за собой изменение порядка расчетов – они будут производиться не по показаниям нового счетчика, а исходя из энергоемкости электроприборов, установленных в квартире.

После установки электросчетчика его необходимо поставить на учет, для чего нужно пригласить представителя электроснабжающей компании, который, убедившись, что все сделано правильно, опломбирует прибор и даст разрешение на его использование. После этого специалисты компании примут его в эксплуатацию и снимут начальные показания счетчика. С данного времени расчеты за электроэнергию будут осуществляться в соответствии с показаниями нового прибора учета.

---

Внимание! При полном или частичном копировании материалов данной статьи или другой информации с сайта www.electromirbel.ru, обязательно наличие активной ссылки, ведущей на главную страницу www.electromirbel.ru или на страницу с копируемым материалом. Гиперссылка не должна быть запрещена к индексации поисковыми системами (например, с помощью тегов noindex, nofollow и т. д.)!!!

---

По материалам http://energy-etc.ru

Индукционные счетчики — презентация онлайн

Похожие презентации:

3D печать и 3D принтер

Видеокарта. Виды видеокарт

Анализ компании Apple

Трансформаторы тока и напряжения

Транзисторы

Устройство стиральной машины LG. Электрика

Конструкции распределительных устройств. (Лекция 15)

Электробезопасность. Правила технической эксплуатации электроустановок

Магнитные пускатели и контакторы

Работа на радиостанциях КВ и УКВ диапазонов. Антенны военных радиостанций. (Тема 5.1)

1. Индукционные счетчики

ИНДУКЦИОННЫЕ СЧЕТЧИКИ
Выполнил: Постнов Евгений

2. Счетчики электрической энергии

СЧЕТЧИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Приборы учета электрической
энергии – это разнообразные
электрические счетчики,
позволяющие определять расход
потребленной энергии, как на
производстве, так и в быту.

3. Принцип действия индукционного счетчика

ПРИНЦИП
ДЕЙСТВИЯ ИНДУКЦИОННОГО
СЧЕТЧИКА
Измерительный механизм индукционного однофазного
счетчика электрической
энергии (электроизмерительный прибор индукционной
системы) состоит из двух электромагнитов,
расположенных под углом 90° друг к другу, в магнитном
поле которых находится легкий алюминиевый диск.
Схема устройства счетчика электрической энергии
показана на рисунке 1.
Для включения счетчика в цепь его токовую обмотку
соединяют с электроприемниками последовательно, а
обмотку напряжения — параллельно. При прохождении
по обмоткам индукционного счетчика переменного тока
в сердечниках обмоток возникают переменные
магнитные потоки, которые, пронизывая алюминиевый
диск, индуцируют в нем вихревые токи.
Взаимодействие вихревых токов с магнитными потоками
электромагнитов создает усилие, под действием
которого диск вращается. Последний связан со счетным
механизмом, учитывающим частоту вращения диска,
т.е. расход электрической энергии.

4. Устройство индукционного электросчетчика

УСТРОЙСТВО ИНДУКЦИОННОГО
ЭЛЕКТРОСЧЕТЧИКА

5. Достоинства индукционного счетчика электроэнергии:

ДОСТОИНСТВА ИНДУКЦИОННОГО
СЧЕТЧИКА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ:
очень надежны в эксплуатации
большой ресурс их работы (несколько десятков лет)
не зависят от
напряжения)
относительно низкая стоимость по сравнению с электронными
качества
электроэнергии
(скачки
и
понижения

6.

Недостатки индукционного счетчика электроэнергии: НЕДОСТАТКИ ИНДУКЦИОННОГО
СЧЕТЧИКА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ:
класс точности очень низкий — 2,0
при уменьшении нагрузки увеличивается его погрешность
значительное собственное потребление по токовым цепям и цепям
напряжения,практически
отсутствует
защита
от
хищения
электроэнергии
при учете нескольких видов электроэнергии (активной и реактивной)
необходимо использовать несколько счетчиков
учет электроэнергии ведется в одном направлении
большие габаритные размеры

English     Русский Правила

Счетчик энергии индукционного типа с понятными схемами

Счетчики энергии – это прибор, используемый для измерения энергии. Энергия — это общая мощность, потребляемая за интервал времени

т.е. Энергия = мощность * время

Подробнее: Различные виды измерительных приборов.

Однофазный счетчик энергии индукционного типа является типом счетчика энергии. Это один из старейших типов счетчиков энергии, который очень часто используется для промышленных и бытовых цепей переменного тока.

Индукционный счетчик электроэнергии работает по принципу индукционных приборов . В счетчике электроэнергии индукционного типа в обмотках создается 2 потока. Эти потоки контактировали с металлическим диском и создавали ЭДС. Эта ЭДС создает вихревые токи на теле. Взаимодействие этих потоков и вихревых токов создает крутящие моменты, заставляющие диск вращаться.

Содержание

Конструкция счетчика энергии индукционного типа

Однофазный счетчик энергии индукционного типа состоит из 4 основных частей:

1. Операционная система
2. Подвижная система
3. Тормозная система
4. Регистрирующая система

Все эти части однофазного индукционного счетчика подробно описаны ниже:

Операционная система

Электромагниты являются основным компонентом операционная система. Итак, операционная система состоит из двух электромагнитов, известных как шунтирующий магнит и последовательный магнит. Сердечник этих двух магнитов изготовлен из пластин кремнистой стали.

В последовательном магните катушка (имеющая несколько витков толстой проволоки) электромагнита соединена последовательно с нагрузкой. Принимая во внимание, что катушка шунтирующего магнита (имеющая много витков тонкой проволоки) подключена к напряжению питания.

На центральном плече шунтирующего магнита предусмотрена затеняющая лента из меди. Цель применения этой затеняющей полосы к шунтирующему магниту состоит в том, чтобы привести поток, создаваемый шунтирующим магнитом, точно в квадратуре с приложенным напряжением.

Подвижная система

Подвижная система состоит из легкого алюминиевого диска, закрепленного на шпинделе. Шпиндель поддерживается на двух концах, на одном конце стальной осью, а на другом конце он поддерживается подшипниками из драгоценных камней.

Алюминиевый диск помещается в воздушный зазор между последовательным магнитом и шунтирующим магнитом. Диск расположен так, что диск пересекает поток, создаваемый обоими магнитами. А изменение магнитного поля индуцирует вихревые токи на диске.

Таким образом, когда потоки, создаваемые магнитами, и индуцируемый вихревой ток на диске взаимодействуют, возникает отклоняющий момент на диске.

Тормозная система

Тормозная система состоит из постоянного магнита, расположенного рядом с алюминиевым диском. Относительное движение алюминиевого диска и постоянного магнита вызывает вихревые токи в диске. Вихревой ток взаимодействует с потоком постоянного магнита и создает тормозной момент.

Тормозной момент пропорционален скорости вращения диска. Постоянный магнит является регулируемым, поэтому тормозной момент можно регулировать, перемещая постоянный магнит в различные радиальные положения относительно диска.

Схематическая диаграмма тормозной системы показана ниже:

Система регистрации

Функция системы регистрации заключается в непрерывной записи числового значения, пропорционального количеству оборотов, сделанных диском. Вращение основного диска может передаваться на разные стрелки разных циферблатов для регистрации показаний счетчика.

Показания счетчика можно определить путем умножения числа оборотов на постоянную счетчика. Показания счетчика получаются в киловатт-часах (кВтч).

Работа счетчика энергии индукционного типа

Счетчик энергии индукционного типа состоит из алюминиевого диска, помещенного между 2 электромагнитами (последовательным и шунтирующим магнитом). Последовательный магнит имеет катушку тока, а шунтирующий магнит имеет катушку давления. Поскольку обмотка катушки давления имеет большое количество витков тонкой проволоки, это делает ее высокоиндуктивной.

При подаче напряжения на катушку давления индуцируется поток, который отстает на 90° от потока, создаваемого токовой катушкой. Это создает вихревые токи в диске. Взаимодействие вихревого тока и магнитного поля создает на диске крутящий момент. Благодаря этому крутящему моменту диск начинает вращаться.

Система регистрации считает обороты диска, а постоянный магнит дополнительно контролирует вращение диска.

Векторная диаграмма и расшифровка

Векторная диаграмма однофазного счетчика электроэнергии индукционного типа показана ниже:

Let,

V = напряжение питания

I = ток нагрузки

Φ = угол сдвига фаз нагрузки

β

3 = фазовый угол алюминиевого диска

α = фазовый угол между шунтирующим и последовательным магнитными потоками

Δ = фазовый угол между напряжением питания и катушкой давления

При подаче напряжения ток I _p протекает через катушку давления и создает поток Φ _p , который находится в той же фазе, что и I _p . поток Φ _p делится на две части Φ _a и Φ _b . Большая часть полного потока катушек давления Φ _a проходила через боковые зазоры из-за низкого магнитного сопротивления. Оставшаяся часть потока Φ _b проходит через диск и отвечает за создание крутящего момента на диске.

Поток Φ _b пропорционален I _b , следовательно, он также пропорционален напряжению питания V и отстает на 90°. Таким образом, поток Φ _b индуцирует ЭДС E _ep в диске, которая дополнительно индуцирует вихревой ток I _eb . Вихревой ток I _eb будет отставать от ЭДС вихрей E _eb на угол β.

Ток нагрузки протекает через катушку последовательного магнитного тока и создает магнитный поток Φ _х . Поток Φ _x пропорционален току нагрузки и синфазен с ним. Точно так же этот поток также индуцирует в диске ЭДС E _ex , которая, в свою очередь, индуцирует в диске вихревой ток Iex.

Теперь вихревой ток Iex взаимодействует с Φ _b и создает крутящий момент. Точно так же вихревой ток Ieb взаимодействует с Φ _x и создает другой крутящий момент. Оба момента противоположны по направлению. Таким образом, результирующий крутящий момент представляет собой разницу между этими двумя крутящими моментами.

Результирующий отклоняющий момент на диске, обусловленный обоими потоками, равен

T _d ∝ ( Φ _b Φ _x ω/Z). sin α cos β

T _d = K ₁ ( Φ _b Φ _x ω/Z ). sin α cos β

Где K ₁ – константа

Крутящий момент можно записать как

T _d = K ₁ ( Φ _{b ω} / x _{). sin (δ-Ѳ) cos β}

Так как Φ _b ∝ V и Φ _x ∝ I

T _d = K ₂ VI ω/Z. sin (δ-Ѳ) cos β

если Z, ω, β константы

тогда,

T _d = K ₃ VI sin (δ-Ѳ)

Если N скорость вращения диск, затем тормозной момент

T _b = K ₄ N

В установившемся режиме приводной момент должен быть равен тормозному моменту

K ₄ N = K ₃ VI sin ( δ-Ѳ)

N = KVI sin (δ-Ѳ)

Если δ = 90°

Тогда скорость диска

N = KVI sin (90°-Ѳ) = KVI cos Ѳ

N = K * мощность

Общее число оборотов = ʃNdt = ʃKVI sin (δ-Ѳ)dt

Если δ = 90°

Общее число оборотов = K ʃVI cosѲdt

= K ʃмощность * dt

= K * энергия

Погрешности индукции счетчик энергии

• Ошибка фазового угла

Индукционный счетчик энергии показывает точную энергию, только если фазовый угол между потоком нагнетательной катушки и напряжением питания равен 90°

• Ошибка из-за изменения темп.

Погрешности из-за изменения температуры в счетчиках индукционного типа обычно невелики, поскольку различные эффекты стремятся нейтрализовать друг друга. Повышение темп. снижает крутящий момент. И поток тормозного магнита также уменьшается из-за повышения температуры, что еще больше снижает тормозной момент.

Таким образом, различные эффекты, вызванные повышением температуры, стремятся нейтрализовать друг друга.

• Ошибка из-за перегрузки

При более высокой нагрузке в счетчике энергии индукционного типа тормозной момент превышает отклоняющий момент, и счетчики энергии имеют тенденцию вращаться с более низкой скоростью, из-за чего показания счетчика ниже, чем фактические показания.

Преимущества индукционного счетчика электроэнергии

• Этот счетчик дешевый.
• Универсально используется для измерения переменного тока
• Имеет высокое отношение крутящего момента к весу
• Требует минимального обслуживания и может использоваться в течение длительного времени

Недостатки индукционного счетчика энергии

• Этот тип счетчика можно использовать только для измерения переменного тока используется для измерения энергопотребления нагрузки, называется счетчиком энергии. Измерение потребления электроэнергии различными бытовыми и промышленными потребителями очень важно с экономической точки зрения.

  Полезность электроэнергии нагрузкой представляет собой мощность, потребляемую в течение определенного периода времени. Если временной интервал указан в часах, то измерение энергии производится в ватт-часах. Большинство счетчиков электроэнергии измеряют в киловатт-часах (кВтч).

  Как правило, счетчики электроэнергии представляют собой интегрирующие счетчики, которые могут регистрировать мощность, потребляемую нагрузкой в ​​течение определенного интервала времени. Существуют различные типы счетчиков энергии среди счетчиков энергии индукционного типа, которые наиболее популярны и могут использоваться только для измерения переменного тока. В зависимости от источника питания существует два типа счетчиков электроэнергии индукционного типа.

  • Однофазный счетчик энергии индукционного типа
  • Трехфазный счетчик энергии индукционного типа

  Здесь мы рассмотрим конструкцию и работу однофазного счетчика энергии индукционного типа.

  Конструкция однофазного счетчика энергии индукционного типа:

  Детали конструкции однофазного счетчика энергии индукционного типа показаны ниже.

  Счетчик состоит из четырех основных частей, а именно:

  • Приводная система
  • Подвижная система
  • Тормозная система
  • Система регистрации
  Рассмотрим подробно каждую деталь,

  Система привода:

  Система привода состоит из двух электромагнитов переменного тока, а именно, шунтирующего магнита и последовательного магнита, который намагничивается пропорционально напряжению питания и ток нагрузки соответственно. Следовательно, обмотка центрального плеча шунтирующего магнита называется катушкой давления, а обмотка последовательного магнита называется токовой катушкой.

  Шунтирующий магнит обеспечивает путь с низким сопротивлением через небольшие воздушные зазоры для циркулирующих потоков (Φ _c1 и Φ _c2 ). Таким образом, только небольшое количество потока Φ _p проходит через центральное плечо к диску, который является одним из рабочих потоков. Второй рабочий поток Φ _s создается последовательным магнитом.

  Поток Φ _p должен быть точно в квадратуре (т.е. сдвинут по фазе на 90°) с напряжением питания, но из-за сопротивления катушки давления и потерь в стали в магнитопроводе Φ _p никогда не будет в квадратуре квадратуры с напряжением, что вводит в заблуждение операции. Итак, чтобы привести Φ _p точно в квадратуре с напряжением питания на центральном плече шунтирующего магнита предусмотрены медные экранирующие полосы или кольца, сопротивление которых регулируется.

  Подвижная система:

  Эта система состоит из легкого алюминиевого диска, установленного на валу и расположенного в воздушном зазоре между двумя магнитами. Нижняя часть вала вращается в подшипнике с драгоценными камнями, а верхняя часть шпинделя снабжена простым подшипником штифтового типа с втулкой. На валу также находится шестерня (шестерня), которая соединяет вал с механизмом регистрации.

  Тормозная система :

  Эта система необходима для управления скоростью вращения диска, а также для приведения диска в состояние покоя при отключении нагрузки, что осуществляется с помощью постоянного магнита, называемого тормозным магнитом. Этот магнит расположен таким образом, чтобы диск находился между полюсами магнита.

  Всякий раз, когда диск вращается, он пересекает поле тормозного магнита, и в нем индуцируется ЭДС, вызывающая вихревые токи. Этот ток создает в диске поле, противодействующее основному полю и тем самым уменьшающее его величину. Следовательно, возникает тормозной момент (противодействующий вращению диска).

  Система регистрации :

  Система регистрации (механизм) также известна как система подсчета (механизм). Эта система связана с шестерней, которая представляет собой шестерню, установленную на валу диска. Механизм состоит из зубчатой ​​передачи.

  Поскольку количество оборотов диска пропорционально потребляемой мощности, передаточное отношение выбрано таким образом, чтобы индикаторы на панели, вращаясь, отображали общую потребляемую энергию. Передаточное отношение между соседними индикаторами будет 10:1, так что потребляемая энергия будет интегрирована до тысяч кВтч.

  Работа однофазного счетчика энергии индукционного типа :

  Когда нагрузка не подключена, в последовательных магнитах не возникает магнитного потока и присутствует только шунтирующее поле. Этот переменный поток Φ _p связывается с диском и наводит в диске ЭДС E _p , благодаря которой в диске течет вихревой ток I _p , который создает переменное поле Φ _p ‘ в диск. Но из-за этих двух потоков в диске не будет создаваться крутящий момент, потому что оба потока сдвинуты по фазе на 180°.

  Когда ток нагрузки I _L протекает через катушку тока, последовательный магнит намагничивается и через него течет переменный поток, и этот поток связывается с диском, который также создает ЭДС E _se в результате чего поток вихревых токов I _se . I _se создает в диске поле Φ _se ‘, которое взаимодействует с полем из-за I _p , и, следовательно, в диске создается крутящий момент из-за этого взаимодействия обоих полей. Создаваемый крутящий момент пропорционален разнице крутящих моментов из-за I _p и I _se .

  Ниже показана векторная диаграмма счетчика электроэнергии.

  
  Следовательно, средний крутящий момент определяется как Но

  I _P ∝ φ _P ∝ V _PH

  I _SE ∝ _SE ∝ I _L 9037

  SE ∝ I _L 9037
  от этого ASTS ASTERS + B 9037
  . T ∝ V _ph I _L cos Φ

  Из приведенного выше следует, что средний крутящий момент, создаваемый диском, пропорционален фактической мощности, потребляемой в нагрузке.

  Приведенное выше уравнение получено при условии, что Φ _p отстает от V _ph ровно на 90°. Таким образом, если Φ _p не находится точно в квадратуре с V _ph , приведенное выше соотношение не выполняется. Следовательно, необходимо предусмотреть медные экранирующие кольца или полосы, чтобы обеспечить хорошее соотношение, указанное выше. Пусть крутящий момент, создаваемый тормозным магнитом, равен T

  B . T _B будет пропорциональна скорости диска (т.