Оставьте свои контактные данные, и мы Вам перезвоним:

Мы работаем с ПН - ПТ с 8:00 до 17:00, СБ - ВС - выходные

Λ V

Оставьте свои контактные данные, и мы Вам перезвоним:

Мы работаем с ПН - ПТ с 8:00 до 17:00, СБ - ВС - выходные

Λ V

Однофазные электросчетчики - какие они?

Опубликовано: 17.07.2008 .

Принцип действия однофазного индукционного счетчика активной энергии

Счетчик представляет собой измерительную ваттметровую систему и является интегрирующим (суммирующим) электроизмерительным прибором. Принцип действия индукционных приборов основан на взаимодействии переменных магнитных потоков с токами, индуктированными ими в подвижной части прибора (в диске). Электромеханические силы взаимодействия вызывают движение подвижной части. Схематическое устройство однофазного счетчика показано на рис. 

Схематическое устройство однофазного счетчика


Основными его узлами являются электромагниты 1 и 2, алюминиевый диск 3, укрепленный на оси 4, опоры оси - подпятник 5 и подшипник 6, постоянный магнит 7. С осью связан при помощи зубчатой передачи 8 счетный механизм (на рисунке не показан), 9 - противополюс электромагнита 1. Электромагнит 1 содержит Ш - образный магнитопровод, на среднем стержне которого расположена многовитковая обмотка из тонкого провода, включенная на напряжение сети U параллельно нагрузке Н. Эта обмотка в соответствии со схемой включения называется параллельной обмоткой или обмоткой напряжения. При номинальном напряжении 220 В параллельная обмотка имеет обычно 8-12 тысяч витков провода диаметром 0,1 - 0,15 мм.Электромагнит 2 расположен под магнитной системой цепи напряжения и содержит U - образный магнитопровод, с расположенной на нем обмоткой из толстого провода с малым количеством витков. Данная обмотка включена последовательно с нагрузкой и поэтому называется последовательной или токовой обмоткой. Через нее протекает полный ток нагрузки /. Обычно количество ампер-витков этой обмотки находится в пределах 70 - 150, т.е. при номинальном токе 5 А обмотка содержит от 14 до 30 витков.Комплекс деталей, состоящий из последовательной и параллельной обмоток с их магнитопроводами, называется вращающим элементом счетчика. 
Ток протекающий по обмотке напряжения создает общий переменный матнитный поток цепи напряжения, небольшая часть которого (рабочий поток) пресекает алюминиевый диск находящийся в зазоре между обоими электромагнитами. Большая часть мгнитного потока цепи напряжения замыкается через шунты и боковые стержни магнитопровода (нерабочий поток), который разделяется на две части и необходим для создания требуемого угла сдвига фаз между магнитными потоками цепи напряжения и цепи нагрузки (токовой цепи). Магнитный поток цепи напряжения прямо пропорционален приложенному напряжению (напряжению сети). 

Ток нагрузки протекающий через токовую обмотку, создает переменный магнитный поток, который также пересекает алюминиевый диск и замыкается по магнитному шунту верхнего магнитопровода и частично через боковые стержни. Незначительная часть (нерабочий поток) замыкается через противополюс на пересекая диск. Так как магнитопровод токовой обмотки имеет U-образную конструкцию, то его магнитный поток пересекает диск дважды. 
Таким образом, всего через диск счетчика проходят три переменных магнитных потока. Согласно закону электромагнитной индукции, переменные магнитные потоки обоих обмоток при пересечении диска, наводят в нем ЭДС (каждый свою т.е. две), под действием которых в диске вокруг следов этих потоков протекают соответствующие вихревые токи (правило “буравчика” вспоминаем). В результате взаимодействия магнитного потка обмотки напряжения и вихревого тока от магнитного потока токовой обмотки и с другой стороны магнитного потока токовой обмотки и вихревого тока от обмотки напряжения, возникает электромеханические силы, которые создают вращающий момент, действующий на диск. Этот момент пропорционален произведению указанных магнитных потоков и синусу угла сдвига фаз между ними. 
Активная мощность потребляемая нагрузкой определяется как произведение силы тока на приложенное напряжение и на косинус угла между ними. Так как мгнитные потоки обоих обмоток пропорциональны напряжению и току, то можно добившись конструктивным путем равенства синуса угла между потоками и косинуса угла между вектором тока и напряжения осуществить пропорциональность вращающего момента счетчика с коэффициентом измеряемой активной мощности. Синус одного угла равен косинусу другого угла если между ними сдвиг 90 град., чего и достигают в конструкциях счетчиков (применение короткозамкнутых витков, дополнительных обмоток замкнутых на регулируемое сопротивление, перемещение винтового зажима и т.д.) Вращающий момент пропорциональный мощности сети приводит диск счетчика во вращение, частота вращения которого устанавливается, когда вращающий момент уравновешивается тормозным моментом. Для создания тормозного момента в счетчике имеется постоянный магнит, который своими полюсами охватывает диск. Силовые линии магнитного поля, пересекая диск, наводят в нем дополнительную ЭДС, пропорциональную частоте вращения диска. Эта ЭДС в свою очередь вызывает протекание в диске вихревого тока, взаимодействие которого с потоком постоянного магнита приводит к возникновению электромеханической силы, напрвленной против движения диска, т.е. приводит к созданию тормозного момента. Регулировку тормозного момента, а следовательно частоты вращения диска производят путем перемещения постоянного магнита в радиальном направлении. При приближении магнита к центру диска, частота вращения уменьшается. 
Таким образом добившись постоянной частоты вращения диска счетчика получаем, что измеряемое счетчиком количество энергии получается из произведения числа оборотов диска счетчика и С- коэф. пропорциональности, постоянной счетчика. 
Принцип действия однофазного электронного счетчика активной энергии. 

Счетчик представляет собой аналого-цифровое устройство с предварительным преобразованием мощности в аналоговый сигнал с последующим преобразованием аналогового сигнала в частоту следования импульсов, суммирование которых дает количество потребляемой энергии. 
Конструктивно счетчик состоит из корпуса, измерительного трансформатора тока и выполненных на печатной плате преобразователя и модуля тарификации. Структурно счетчик состоит из следующих узлов: 

• драйвер ЖКИ 
• источник вторичного питания 
• микроконтроллер 
• оптический порт 
• память 
• преобразователь 
• супервизор 
• телеметрический выход 
• часы реального времени 

Преобразователь представляет собой аналого-цифровое устройство с предварительным преобразованием мощности в аналоговый сигнал по методу ШИМ-АИМ с последующим преобразованием аналогового сигнала в импульсный сигнал пропорциональный потребленной электроэнергии. Источник вторичного питания преобразует переменное входное напряжение до величины необходимой для питания всех узлов счетчика. Микроконтроллер производит подсчет входных импульсов, расчет потребляемой энергии, управление и обмен информацией с другими узлами и схемами счетчика. Супервизор формирует сигнал сброса при включении и отключении питания, а также выдает сигнал аварии питания при снижении входного напряжения. Память хранит данные о потребленной электроэнергии и другие параметры. Часы реального времени предназначены для отсчета текущего времени и даты. Драйвер ЖКИ принимает информацию от микроконтроллера и выдает управляющие сигналы на ЖКИ. ЖКИ представляет собой многоразрядный индикатор и предназначен для индикации режимов работы, информации о потребленной электроэнергии и временных параметров. Оптический порт предназначен для считывания показаний и программирования счетчика. На микроконтроллер поступают сигналы с кнопок на панели счетчика и сигналы от преобразователя пропорциональные потреблению электроэнергии. Микроконтроллер сохраняет информацию в памяти и выдает импульсный сигнал об энергопотреблении на телеметрический выход. 

Сопутствующие товары:

Комментарии

Оставить комментарий

Оставить отзыв

* Имя:
* E-mail: (Не опубликовано)
   Website: (Ссылка на сайт с http://)
* Комментарий:
Капча: