Как устроен и работает счетчик электрической энергии. Устройство и принцип работы электросчетчика: как измеряется потребление электроэнергии

Как устроен электросчетчик и на каком принципе он работает. Какие бывают типы счетчиков электроэнергии. Как происходит учет потребленной электроэнергии. Какие преимущества у современных электронных счетчиков.

Что такое электросчетчик и для чего он нужен

Электросчетчик — это прибор учета, предназначенный для измерения количества потребляемой электроэнергии. Он устанавливается на вводе электросети в здание или помещение и позволяет вести точный учет расхода электричества.

Основные функции электросчетчика:

• Измерение потребленной электроэнергии в киловатт-часах (кВт⋅ч)
• Хранение и отображение показаний расхода электричества
• Передача данных о потреблении в энергосбытовую компанию

Без электросчетчиков невозможно было бы осуществлять коммерческий учет электроэнергии и выставлять счета потребителям. Эти приборы позволяют контролировать расход электричества и оплачивать только фактически потребленный объем.

Классификация электросчетчиков

По принципу работы и устройству электросчетчики делятся на следующие основные типы:

1. Индукционные (электромеханические) счетчики

Это классический тип счетчиков, работающих на электромеханическом принципе. Основные элементы:

• Алюминиевый диск
• Токовая и напряжения катушки
• Счетный механизм
• Тормозной магнит

Принцип работы основан на вращении алюминиевого диска под воздействием магнитного поля. Скорость вращения диска пропорциональна потребляемой мощности.

2. Электронные счетчики

Современные цифровые приборы учета на основе микропроцессора. Ключевые компоненты:

• Датчики тока и напряжения
• Аналого-цифровой преобразователь
• Микроконтроллер
• ЖК-дисплей
• Энергонезависимая память

Измерение энергии происходит путем обработки цифровых сигналов с датчиков тока и напряжения.

3. Гибридные счетчики

Сочетают электромеханический счетный механизм и электронный измерительный блок. Являются переходным вариантом от индукционных к электронным счетчикам.

Устройство индукционного счетчика электроэнергии

Рассмотрим более подробно конструкцию и принцип работы классического индукционного счетчика электроэнергии.

Основные элементы индукционного счетчика:

1. Алюминиевый диск
2. Токовая катушка (последовательная обмотка)
3. Катушка напряжения (параллельная обмотка)
4. Постоянный магнит (тормозной)
5. Счетный механизм
6. Корпус

Алюминиевый диск установлен на оси между двумя электромагнитами — токовым и напряжения. При протекании тока через обмотки электромагнитов создаются переменные магнитные потоки, которые пересекают диск и наводят в нем вихревые токи. Взаимодействие вихревых токов с магнитным полем приводит к появлению вращающего момента.

Принцип работы индукционного электросчетчика

Работа индукционного счетчика основана на взаимодействии переменных магнитных полей с токами, наведенными в алюминиевом диске. Рассмотрим этот процесс поэтапно:

1. Токовая катушка создает магнитный поток, пропорциональный току нагрузки.
2. Катушка напряжения создает магнитный поток, пропорциональный напряжению сети.
3. Магнитные потоки пересекают алюминиевый диск и наводят в нем вихревые токи.
4. Взаимодействие вихревых токов с магнитным полем создает вращающий момент.
5. Диск начинает вращаться со скоростью, пропорциональной мощности нагрузки.
6. Вращение диска передается на счетный механизм через червячную передачу.
7. Счетный механизм суммирует обороты и отображает потребленную энергию.

Скорость вращения диска прямо пропорциональна мощности нагрузки. Чем больше мощность потребителей, тем быстрее крутится диск счетчика.

Как происходит подсчет потребленной энергии

Учет потребленной электроэнергии в индукционном счетчике происходит следующим образом:

1. Вращение алюминиевого диска передается на червячный механизм.
2. Червячная передача приводит в движение счетный механизм.
3. Счетный механизм состоит из системы зубчатых колес и барабанов с цифрами.
4. Обороты диска преобразуются в показания счетного механизма.
5. На шкале отображается накопленное значение потребленной энергии в кВт⋅ч.

Количество оборотов диска за определенное время пропорционально израсходованной электроэнергии. Счетный механизм суммирует обороты и отображает интегральное значение потребления.

Устройство и принцип работы электронного счетчика

Современные электронные счетчики имеют цифровой принцип работы, основанный на измерении мгновенных значений тока и напряжения. Рассмотрим ключевые элементы электронного счетчика:

• Датчики тока и напряжения
• Аналого-цифровой преобразователь (АЦП)
• Микроконтроллер
• Энергонезависимая память
• ЖК-дисплей
• Интерфейсы передачи данных

Принцип работы электронного счетчика:

1. Датчики измеряют мгновенные значения тока и напряжения.
2. АЦП преобразует аналоговые сигналы в цифровой код.
3. Микроконтроллер обрабатывает цифровые данные и вычисляет энергию.
4. Результаты измерений сохраняются в энергонезависимой памяти.
5. На дисплей выводятся текущие показания потребления.
6. Через интерфейсы данные передаются в систему учета.

Электронные счетчики позволяют реализовать многотарифный учет, дистанционное считывание показаний, контроль качества электроэнергии и другие дополнительные функции.

Преимущества современных электронных счетчиков

По сравнению с индукционными электромеханическими счетчиками, электронные приборы учета имеют ряд важных преимуществ:

• Более высокая точность измерений
• Возможность многотарифного учета
• Хранение профиля нагрузки
• Дистанционное считывание показаний
• Защита от хищений электроэнергии
• Контроль качества электроэнергии
• Меньшие габариты и вес
• Отсутствие подвижных частей
• Длительный межповерочный интервал

Благодаря этим преимуществам электронные счетчики постепенно вытесняют индукционные приборы учета. Они позволяют создавать современные автоматизированные системы коммерческого учета электроэнергии.

Как правильно снимать показания счетчика

Для корректного учета потребленной электроэнергии важно правильно снимать показания счетчика. Общие рекомендации:

• Снимайте показания в один и тот же день месяца
• Записывайте все цифры до запятой
• Для многотарифных счетчиков фиксируйте показания по каждому тарифу
• Сверяйте текущие показания с предыдущими
• При цифровом дисплее дождитесь стабилизации показаний
• Проверяйте наличие счетчика в госреестре средств измерений

Регулярная и правильная передача показаний позволит избежать некорректных начислений за электроэнергию.

Выбор и установка электросчетчика

При выборе электросчетчика следует учитывать следующие факторы:

• Тип сети (однофазная или трехфазная)
• Максимальная мощность нагрузки
• Класс точности счетчика
• Наличие многотарифности
• Интерфейсы передачи данных
• Наличие в госреестре средств измерений

Установку и замену счетчика должна производить специализированная организация, имеющая допуск к электромонтажным работам. Самостоятельная установка счетчика запрещена.

Заключение

Электросчетчики являются важнейшим элементом системы учета электроэнергии. Понимание принципов их работы позволяет грамотно выбирать, устанавливать и эксплуатировать приборы учета. Современные электронные счетчики обеспечивают высокую точность измерений и широкие функциональные возможности для эффективного контроля энергопотребления.

Принцип работы электросчетчика | Заметки электрика

Здравствуйте, дорогие гости сайта «Заметки электрика».

Теме учета электроэнергии мы уже посвятили множество статей, а вот разобраться с устройством и принципом работы электросчетчика не хватало времени.

Поэтому сегодняшняя статья посвящается принципу работы однофазных и трехфазных счетчиков электрической энергии.

Как Вы уже знаете, электросчётчики по принципу работы делятся на 2 вида:

• индукционные
• электронные

Рассмотрим более подробно принцип работы каждого типа счетчиков.

Принцип работы индукционного электросчетчика

• 1 — токовая или последовательная  обмотка (катушка)

• 2 — параллельная катушка (обмотка) или катушка напряжения

• 3 — счетный механизм в виде червячной передачи

• 4 — постоянный магнит для создания торможения и плавности хода диска

• 5 — алюминиевый диск

• Фi — магнитный поток, который создается током нагрузки

• Фu — магнитный поток, который создается током в катушке напряжения

Электросчетчик состоит из 2 катушек (обмоток): катушка напряжения и токовая катушка, электромагниты которых расположены под углом 90° относительно друг друга в пространстве. В зазоре между этими электромагнитами находится алюминиевый диск, который с нижней и верхней стороны крепится на подшипниках и подпятниках. На оси диска установлен червяк, который через зубчатые колеса передает вращение счетному механизму (барабану).

Токовая катушка включается в цепь последовательно и состоит из небольшого количества витков. Наматывается такая катушка толстым проводом, соответственно, прямому номинальному току электросчетчика.

Катушка напряжения включается в цепь параллельно и состоит из большого количества витков. Наматывается тонким проводом с диаметром примерно от 0,06 -до 0,12 (мм).

При подачи переменного напряжения на катушку напряжения и при протекании через токовую катушку тока нагрузки, в зазоре  наводятся переменные магнитные потоки Фi и Фu, которые наводят в алюминиевом диске вихревые токи. При взаимодействии этих потоков и вихревых токов в диске, возникает вращающий момент — диск начинает вращаться.

Количество оборотов алюминиевого диска за определенное время — это и будет наша потребляемая электроэнергия.

При увеличении тока нагрузки (например, мы включили в сеть дополнительную нагрузку) в токовой катушке будет возникать больший вращающий момент и диск будет вращаться быстрее.

Для учета электроэнергии в трехфазных сетях переменного тока используют трехфазные индукционные электросчетчики, принцип работы которых аналогичен однофазным.

Принцип работы электронного электросчетчика

На смену индукционным электросчетчикам пришли электронные электросчетчики, например ЦЭ6803В, СЕ 102, СОЭ-55 и другие. Они обладают рядом достоинств, о которых мы поговорим в этой статье.

В электронном электросчетчике преобразователь преобразует входные аналоговые сигналы с датчиков тока и напряжения в цифровой импульсный код. Этот код подается на микроконтроллер, где расшифровывается и рассчитывается, а далее выдает количество потребляемой электроэнергии на дисплей электросчетчика.

P. S. Спасибо за внимание. Автор сайта «Заметки электрика».

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

Электросчетчик – устройство и принцип работы

Без счетчиков электроэнергии не обходится работа ни одного электрифицированного объекта, будь то гараж, частный дом или промышленное предприятие. Сегодня на рынке представлены счетчики разных типов, моделей, модификаций. Это позволяет подобрать оптимальный вариант с учетом особенностей объекта и количества используемой электроэнергии. Что представляет собой электросчетчик, устройство и принцип работы данного прибора рассмотрим ниже.

Как ведется подсчет электроэнергии

Независимо от устройства и принципа работы, электросчетчик имеет одно назначения — подсчет количества электроэнергии, которая была израсходована за определенный промежуток времени. Расход измеряется в киловатт-часах. Один киловатт-час (кВт·ч) — это количество электроэнергии, которое расходуется потребителем за временной промежуток, равный часу. В цифровом выражении это представлено так:

1 кВт·ч = 1 киловатт × 1 час = 1000 Ватт × 3600 секунд = 3600000 Джоулей = 3,6 Мегаджоуля.

Можно рассмотреть на примере конкретного прибора. Если утюг мощностью 2 киловатта будет работать полчаса, расход составит:

2 кВт × 0,5 часа = 1 кВт·ч.

Классификация электрических счетчиков

По конструктивному устройству электросчетчики делятся на:

• механические — считаются устаревшими. Из-за больших габаритов и низкой точности показаний они практически не используются;
• электромеханические — в основном, используются на объектах бытового назначения, где учет электроэнергии ведется по единому тарифу;
• электронные — более совершенные модели с широким функционалом и высокой точностью показаний. Рекомендуются для установки на объектах, где предусмотрена разная тарификация учета расхода электрической энергии.

Устройство счетчика электроэнергии

Устройство электросчетчика с электронным измерительным механизмом предусматривает наличие таких элементов:

• специализированные микросхемы, выполняющие функцию замера количества электроэнергии и преобразования полученных данных в единицы измерения;
• вычислительный механизм;
• защитный корпус;
• импульсный или цифровой выход (в зависимости от модели) для возможности удаленного считывания показаний и интеграции прибора в единую систему автоматизированного учета расхода энергии.

В электромеханическом счетчике вычислительный механизм представлен электромагнитом, соединенным с барабаном, который представляет собой систему колесиков с цифрами. В электронном приборе в качестве счетного механизма используется микроконтроллер, подключенный к цифровому дисплею. Устройство электросчетчиков данного типа предусматривает наличие модуля энергонезависимой памяти, в котором регистрируется количество тока, использованное в разных режимах — например, в дневное и ночное время суток.

Принцип работы однотарифного электросчетчика

Принцип работы электросчетчика электромеханического типа достаточно простой. При включении электроприборов на вход счетчика поступают сигналы о напряжении и силе тока, которые фиксируются соответствующими датчиками и передаются на преобразователь. Он, в свою очередь, оцифровывает эти сигналы и преобразует их в импульсы определенной частоты. Импульсы передаются на электромагнит счетного механизма, далее, посредством зубчатой передачи, сигнал поступает на колесики барабана. В результате данные отображаются в виде конкретных цифр.

Вам также может понравиться

H00011857

Электросчетчик «Пульсар 1Т» ЖКИ RS485 с кнопкой

от 2335 ₽

Купить оптом

Н00012582

Электросчетчик «Пульсар 1» ЖКИ с кнопкой

от 1262 ₽

Купить оптом

Однотарифный однофазный счетчик электроэнергии «Пульсар 1» с механическим индикатором

от 835 ₽

Купить оптом

Как считываются показания электромеханического однотарифного счетчика

Электромагнитные модели торговой марки Пульсар производства компании «ТЕПЛОВОДОХРАН» оснащены счетным механизмом с шестиразрядным барабаном. Принцип работы электросчетчиков данного типа предусматривает вывод показаний на переднюю панель прибора. При считывании принимаются во внимание первые пять цифр (колесики черного цвета). Показания корректны только в том случае, если прибор подключен к исправной сети электропитания (должен гореть светодиодный индикатор), опломбирован, эксплуатируется с соблюдением сроков поверки и рекомендаций производителя.

Подготовка электромагнитного счетчика к использованию

Перед монтажом и использованием проведите тщательный осмотр прибора на наличие механических повреждений корпуса, проверьте целостность пломб. Напряжение, которое подводится к параллельной цепи электросчетчика, не должно превышать 265 Вольт. Сила электротока в последовательной сети электросчетчика не должна быть выше 60 или 100 Ампер в зависимости от модификации прибора .

Подключение прибора проводится только при обесточенной сети электропитания. После подключение и опломбирования включите электроприборы. При правильном подключении мигает светодиодный индикатор, показания расхода электроэнергии увеличиваются.

Как работает электронный многотарифный электросчетчик

Принцип работы электросчетчиков многотарифного типа аналогичен принципу работы электромагнитных приборов. Единственное отличие — преобразованный сигнал подается на микроконтроллер, который управляет цифровым дисплеем, запоминающим устройством и электронным реле. На дисплей выводится не только количество использованной электроэнергии, но и значения физических величин электросети: мощность, сила электротока, частота сети и другие.

Многотарифные счетчики торговой марки Пульсар способны вести учет электрической энергии по четырем тарифам в двенадцати сезонах. Они оснащены встроенной литиевой батареей, которая обеспечивает автономный ход часов в случае отключения подачи электропитания. Ресурс батареи рассчитан на 16 лет непрерывной работы.

Встроенный модуль памяти позволяет вести журнал событий, рассчитанный на 22 типа событий. В свою очередь, каждый тип может включать до 24 событий.

Как считываются показания электронного счетчика

Принцип работы электросчетчиков данного вида предусматривает вывод показаний на электронный дисплей. Сценарий вывода показаний задается пользователем. Появление на дисплее значка в виде треугольника с восклицательным знаком свидетельствует о наличии ошибок.

Вычислительный механизм может находиться в циклическом или нециклическом режиме работы. В первом случае переключение тарифных режимов осуществляется автоматически (период отображения программируется). Во втором переключение режимов осуществляется вручную посредством нажатия кнопки на крышке корпуса.

Для дистанционного считывания данных предусмотрен цифровой интерфейс RS485 с гальванической изоляцией от входных цепей.

Подготовка электронного счетчика к использованию

Перед установкой электросчетчика необходимо убедиться в его технической исправности, отсутствии повреждений. Следует также проверить заводские настройки прибора. Если они не соответствуют вашим требованиям, проводится перепрограммирование через интерфейс RS485 с использованием ПК и специального программного обеспечения.

После подключения прибора к сети электропитания на дисплее должна появиться информация о версии программного обеспечения и результате самодиагностики. При отсутствии ошибок на дисплее последовательно отображаются разрешенные режимы работы. Показания значений силы электротока и напряжения в сети соответствуют реальным.

На нашем сайте вы можете купить электросчетчик по привлекательным ценам!

Счетчик энергии электромеханического индукционного типа и принцип его работы

Опубликовано 2 августа 2017 г. 7 августа 2019 г.

Электросчетчик , электросчетчик , электросчетчик или счетчик энергии  – это устройство, которое измеряет количество электрической энергии, потребляемой жилым помещением, предприятием или устройством с электропитанием.

Это широко известный и наиболее распространенный тип устаревшего счетчика электроэнергии. Он состоит из вращающегося алюминиевого диска, закрепленного на шпинделе между двумя электромагнитами. Скорость вращения диска пропорциональна мощности, и эта мощность интегрируется за счет использования противодействующего механизма и зубчатых передач. Он состоит из двух ламинированных электромагнитов из кремнистой стали, т. Е. Последовательного и шунтирующего магнитов. 9Магнит серии 0019 несет катушку, состоящую из нескольких витков толстого провода, соединенных последовательно с линией, тогда как шунтирующий магнит несет катушку с множеством витков тонкого провода, подключенного к источнику питания.
Размыкающий магнит представляет собой постоянный магнит, который применяет силу, противоположную нормальному вращению диска, для перемещения этого диска в сбалансированное положение и для остановки диска при отключенном питании.

Принцип работы:

Работа однофазных индукционных счетчиков электроэнергии основаны на двух основных принципах:
i. Вращение алюминиевого диска.
ii. Организация подсчета и отображения количества потребляемой энергии.

Вращение алюминиевого диска:
Вращение металлического диска осуществляется двумя катушками. Обе катушки расположены таким образом, что одна катушка создает магнитное поле, пропорциональное напряжению, а другая катушка создает магнитное поле, пропорциональное току. Поле, создаваемое катушкой напряжения, задерживается на 90°, так что в диске индуцируется вихревой ток. Сила, действующая на диск со стороны двух полей, пропорциональна произведению непосредственного тока и напряжения в катушках.
В результате этого в воздушном зазоре вращается легкий алюминиевый диск. Но есть необходимость остановить диск, когда нет питания. Постоянный магнит работает как тормоз, который противодействует вращению диска и уравновешивает скорость вращения относительно потребляемой мощности.

Устройство учета и отображения потребляемой энергии:
В этой системе вращение плавающего диска подсчитывается и затем отображается в окне счетчика. Алюминиевый диск соединен со шпинделем, имеющим шестерню. Эта шестерня приводит в движение регистр, и обороты диска подсчитываются и отображаются в регистре, который имеет серию циферблатов, и каждый циферблат представляет собой одну цифру. В передней части счетчика имеется небольшое окошко, на котором с помощью циферблатов отображаются показания потребленной энергии. На центральном плече шунтирующего магнита имеется медное затеняющее кольцо. Чтобы фазовый угол между потоком, создаваемым шунтирующим магнитом, и напряжением питания составлял около 900 требуется небольшая подгонка в месте кольца.

Узнайте больше о счетчиках энергии

Создайте веб-сайт и зарабатывайте с Altervista — Заявление об отказе от ответственности — Сообщите о нарушении — Политика конфиденциальности — Настройка отслеживания рекламы

Однофазный счетчик энергии — EMI

16 октября 2016 г. 24 октября 2016 г. emimnit

Однофазный счетчик электроэнергии (Примечания)      однофазный-энергетический-метр_nptel

{Пожалуйста, нажмите на ссылку выше}

Принцип работы и конструкция счетчика индукционного типа очень прост и понятен, поэтому они широко используются для измерения энергии как в быту, так и в промышленности. Во всех индукционных счетчиках мы имеем два потока, которые создаются двумя разными переменными токами на металлическом диске. Из-за переменных потоков возникает ЭДС индукции, ЭДС, создаваемая в одной точке (как показано на рисунке ниже), взаимодействует с переменным током другой стороны, что приводит к созданию крутящего момента. Точно так же ЭДС, создаваемая в точке два, взаимодействует с переменным током в точке один, в результате чего снова возникает крутящий момент, но в противоположном направлении. Следовательно, благодаря этим двум вращающим моментам, направленным в разные стороны, металлический диск движется.

Счетчики электроэнергии являются основной частью для измерения потребляемой мощности. Он используется везде, независимо от того, насколько большой или маленький расход. Он также известен как счетчик ватт-часов. Здесь мы обсудим конструкцию и принцип работы счетчика энергии индукционного типа. Чтобы понять структуру счетчика ватт-часов, мы должны понять четыре основных компонента счетчика. Эти компоненты следующие:

1. Приводная система
2. Подвижная система
3. Тормозная система
4. Система регистрации

Однофазный счетчик энергии индукционного типа состоит из четырех важных систем, которые записываются следующим образом:

1. Система привода

Система привода состоит из двух электромагнитов, на которые намотаны катушки давления и катушки тока, как показано выше на схеме. Катушка, состоящая из тока нагрузки, называется токовой катушкой, а катушка, которая подключена параллельно напряжению питания (т. е. напряжение на катушке такое же, как напряжение питания), называется катушкой давления. Затеняющие полосы намотаны, как показано выше на схеме, так, чтобы угол между потоком и приложенным напряжением был равен 90 градусов.

2. Подвижная система

Чтобы уменьшить трение в большей степени, используется счетчик энергии с плавающим валом, трение уменьшается до полного исчезновения, потому что вращающийся диск, сделанный из очень легкого материала, такого как алюминий, не контактирует ни с чем. поверхности. Он плавает в воздухе. У нас должен возникнуть один вопрос: как алюминиевый диск парит в воздухе? Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно увидеть детали конструкции этого специального диска, на самом деле он состоит из небольших магнитов как на верхней, так и на нижней поверхностях. Верхний магнит притягивается к электромагниту в верхнем подшипнике, в то время как нижний поверхностный магнит также притягивается к магниту нижнего подшипника, следовательно, благодаря этим противоположным силам легкий вращающийся алюминиевый диск плавает.

3. Тормозная система

Постоянный магнит используется для создания тормозного момента в однофазных индукционных счетчиках энергии, которые расположены вблизи угла алюминиевого диска.

4. Система счета

Цифры, отмеченные на измерителе, пропорциональны количеству оборотов, сделанных алюминиевым диском, основная функция этой системы — регистрация количества оборотов, сделанных алюминиевым диском.

Работа однофазных индукционных счетчиков электроэнергии типа основаны на двух основных принципах:

1. Вращение алюминиевого диска.
2. Устройство подсчета и отображения количества потребляемой энергии.

Вращение алюминиевого диска

Вращение металлического диска осуществляется двумя катушками. Обе катушки расположены таким образом, что одна катушка создает магнитное поле, пропорциональное напряжению, а другая катушка создает магнитное поле, пропорциональное току. Поле, создаваемое катушкой напряжения, задерживается на 90°, так что в диске индуцируется вихревой ток. Сила, действующая на диск со стороны двух полей, пропорциональна произведению непосредственного тока и напряжения в катушках.

В результате этого в воздушном зазоре вращается легкий алюминиевый диск. Но есть необходимость остановить диск, когда нет питания. Постоянный магнит работает как тормоз, который противодействует вращению диска и уравновешивает скорость вращения относительно потребляемой мощности.

Устройство учета и отображения потребляемой энергии

В этой системе вращение плавающего диска подсчитывается и затем отображается в окне счетчика. Алюминиевый диск соединен со шпинделем, имеющим шестерню. Эта шестерня приводит в движение регистр, и обороты диска подсчитываются и отображаются в регистре, который имеет серию циферблатов, и каждый циферблат представляет собой одну цифру. В передней части счетчика имеется небольшое окошко, на котором с помощью циферблатов отображаются показания потребленной энергии. На центральном плече шунтирующего магнита имеется медное затеняющее кольцо.