Що ви хотіли знати про електролічильники

Опис та принцип роботи індукційного (механічного) однофазного "старого" електролічильника.

У зазорі між обмотки напруги 7 магнітопроводом 8 струмової обмотки 13 і магнітопроводом 10 розташований рухомий алюмінієвий диск 17, на осі , на пружному підп'ятнику і опорі . Через провідний черв'як, укріплений на осі, і зубчасті колеса, обертання диска передається до лічильного механізму.

Для кріплення лічильного механізму до корпусу є отвір. Струмкова обмотка 13, включається послідовно в досліджуваний ланцюг, складається з невеликого числа витків, намотаних товстим проводом. Обмотка напруги 7, включена в ланцюг паралельно, складається з більшої кількості витків, намотаних тонким проводом. Коли до цієї обмотки прикладена змінна напруга, а по струмовій обмотці протікає струм, у магнітопроводах 8 і 10 з'являються змінні магнітні потоки, що замикаються через диск. Змінні магнітні потоки, пронизують диск, наводять у ньому вихрові струми. Ці струми, взаємодіють з відповідними потоками, генерують крутний момент, що діє на рухомий диск. За допомогою постійного магніту 4 створюється гальмівний (протидіючий) момент. Встановлена швидкість диска настає при рівності крутного і гальмівного моментів. Кількість обертів диска буде пропорційно витраченій енергії або рівномірна швидкість обертання, що встановилася, буде пропорційна потужності. Тертя в механізмі індукційного електролічильника призводить до появи похибок у показаннях. Особливо велике вплив сил тертя при малих струмах навантаженнях лічильника, (похибка сягає 12 - 15%). Для зменшення впливу сил тертя застосовують спеціальний пристрій, компенсатором тертя. На малюнку цеплатівка, переміщення якої регулюють величину компенсаційного моменту. Цей момент пропорційний напрузі. При підвищенні напруги цей момент може виявитися більше моменту тертя і з'являється самохід назад, для усунення якого передбачено пристрій у вигляді сталевих гачка і пластинки (собачки). Важливим параметром електролічильників електричної енергії змінного струму є чутливість. Поріг, під яким розуміють мінімальну потужність, у відсотках від номінальної, коли диск починає безупинно обертатися. За ГОСТом, це значення для лічильників всіх класів точності має бути не менше ніж 0,5 - 1,5%. Однофазні індукційні лічильники використовуються переважно в квартирній електропроводці.

Пристрій та принцип роботи індукційного (механічного) трифазного лічильника електроенергії.

Індукційний трьох фазний електролічильник працює за тим же принципом, що і однофазний. В індукційній системі рухома частина (диск) обертається під час споживання електроенергії. Диск обертається рахунок вихрових струмів, наведених у ньому магнітним полем котушок лічильника, магнітне полі вихрових струмів взаємодіє з магнітними полями котушок лічильника. Один із трьох елементів лічильника містить два електромагніти; обмотка одного включена до мережі послідовно (струмова обмотка), іншого – паралельно (обмотка напруги). Між цими електромагнітами розташований алюмінієвий диск, що обертається, його вісь якого з'єднана з рахунковим механізмом лічильника, а також з другим диском, на якому встановлено ще два (на дві фази) елемента. Третій диск відсутній задля економії. струми, Що Протікають по обмотках електромагнітів, створюють магнітні потоки. Під дією яких у диска з'являється момент, що обертає. Чим більше витрачається електроенергії, тимбільший струм у контрольованому ланцюзі та в струмовій обмотці лічильника і тим більше момент і швидкість обертання диска. Трифазні електролічильники на напругу 380 В застосовуються в основному для обліку електроенергії на підстанціях, підприємствах тощо.

Опис і принцип роботи гібридного електромеханічного електролічильника. Гібридний лічильник електроенергії необхідно розділяти на кілька різних вузлів: схема лічильника, блок живлення, коригувальні ланцюги і т. д. забезпечує живлення електронних ланцюгів лічильника. Схема лічильника вимірює струм, який споживається навантаженням, за допомогою трансформатора струму (датчика), через який і протікає струм, що вимірюється. Інші блоки лічильника електроенергії виконують ряд різних функцій: виведення показань та керування через Ethernet, WiMax, Wi-Fi, ZeegBee мережі, управління дисплеєм, термокомпенсація лічильника, корекція точності тощо. струму, ланцюга живлення, електромеханічного рахункового пристрою та додаткових кіл. В якості регістра електроенергії використовується простий електромеханічний відліковий пристрій, в якому застосований двофазний кроковий двигун. Електроживлення лічильника забезпечує джерело, побудоване на струмовому трансформаторі та двонапівперіодному випрямлячі.

Пристрій та принципи роботи електронного (цифрового) лічильника електроенергії.

Донедавна питання вимірювання електроенергії, зводилося до застосування електромеханічних лічильників, принцип роботи заснований на підрахунку оборотів металевого диска, що обертається в змінному магнітному полі, яке створюється двома електромагнітами. Магнітний поток повинен бути пропорційний струму,поточному через навантаження, а другого - напрузі. При цьому швидкість обертання диска пропорційна потужності, а кількість обертів - енергії, що споживається.

Розвиток мікроелектроніки намітило переворот у сфері створення промислових і побутових систем обліку, який, насамперед, пов'язані з використанням систем управління з урахуванням мікроконтролерів.

У цифрових системах обліку досягнемо практично будь-який клас точності, при виборі відповідної елементної бази та алгоритмів обробки інформації. Відсутність механічних елементів значно підвищує надійність.

Обробка інформації в цифровому вигляді дозволяє одночасно підраховувати як активну, так і реактивну складові потужності, це є важливим, наприклад, при врахуванні енергії в трифазних мережах.

З'являється можливість створення багатотарифних електролічильників. Під час роботи такої системи обліку значення накопиченої енергії записується у буфер поточного тарифу. Вибір тарифу здійснюється автоматично. Наприклад, "пільговий" тариф може бути встановлений на один час, "піковий" тариф - "штрафний" тариф, у другий, а в інший час діятиме "основний" тариф.

У найпростішому випадку цифрової системи обліку, коли потрібно лише вимірювання імпульсів, виведення інформації на екран і захист при аварійних збоях (як, власне, цифрового аналога механічних лічильників), система може бути побудована, з урахуванням найпростішого микроконтроллера.

Блок-схема такого лічильника електроенергії представлена малюнку. Сигнали надходять через відповідні трансформаторні датчики на входи мікросхеми-перетворювача. З її виходу знімається частотний сигнал, що надходить на вхід мікроконтролера. Мікроконтролер складає кількість імпульсів, що прийшли, перетворюючи його для отриманнякількості енергії у Вт·ч. У міру накопичення кожної одиниці, значення накопиченої енергії виводиться на монітор і записується у FLASH-пам'ять. Якщо відбувається збій, зникнення напруги мережі, інформація про накопичену енергію зберігається у пам'яті. Після відновлення напруги ця інформація зчитується мікроконтролером і виводиться на індикатор, рахунок продовжується з цієї величини. Цей алгоритм вимагає менше 1 Кбайт пам'яті мікроконтролера. Як дисплей може використовуватися найпростіший 6-. 8-розрядний 7-сегментний РКІ, керований контролером.

У разі реалізації багатотарифного електролічильника пристрій повинен забезпечувати обмін інформацією із зовнішнім світом за послідовним інтерфейсом. Інтерфейс може використовуватися для завдання тарифів, включення та встановлення таймера часу, отримання інформації про накопичені значення електроенергії і так далі. . Блок-схема такого пристрою, реалізованого на мікроконтролері фірми Motorola, представлена на малюнку.

Розглянемо алгоритм роботи електролічильника. Пам'ять енергонезалежної ОЗУ розбита на 13 банків, у кожному зберігається інформація про накопичену електроенергію за чотирма тарифами: загальним, пільговим, піковим, штрафним. У першому банку облік проводяться з початку експлуатації електролічильника, наступні 12 банків відповідають накопиченням за 11 попередніх і за поточний місяці. Облік за поточний місяць записуються у відповідний банк, таким чином, є можливість дізнатися, скільки накопичено енергії за будь-який з 11 останніх місяців. Перед початком роботи лічильника на заводі-виробнику обнулюють вміст банків пам'яті, і накопичення починається з нульових значень.

Зміна тарифів здійснюється за тимчасовими умовами: для кожного дня тижня свій тарифний розклад, тобто часипочатку основного та пільгового тарифів - для пікового тарифу. 16 довільних днів у році можуть бути визначені як святкові, у ці дні працює тарифний розклад для неділі.

В електролічильнику може бути встановлений режим обмеження за кількістю витраченої протягом місяця енергії та за потужністю. У тих режимах лічильник фіксує кількість електроенергії, витраченої вище за ліміт. При перевищенні встановленого ліміту електроенергії здійснюється або перехід на накопичення за штрафним тарифом, або відключення користувача від енергомережі. Штрафний тариф може бути встановлений примусово (за інтерфейсом зв'язку) у разі, наприклад, заборгованості.

При включенні лічильника в мережу (наприклад, після чергового зникнення напруги в мережі) фіксується час та дата моменту можливості контролю. Також передбачено запис дати несанкціонованого зняття кришки лічильника.

Через особливий роз'єм до лічильника можна підключити рідер для зчитування інформації з індивідуальної електронної картки обсяг енергії, оплаченому споживачем. При вичерпанні ліміту лічильник може вимкнути споживача від електромережі.

Трифазний електролічильник купити в Харкові