Устройството и принципът на действие на електромерите

Първите измервателни уреди за електричество се появяват през 19 век. Това може да се обясни с масивните изследвания на електромагнетизма, проведени от учените. Днес електромерите са разделени на няколко вида и са инсталирани във всички помещения, където хората консумират електричество. Основната му задача е да стабилизира и, ако се използва правилно, да сведе до минимум сметките за комунални услуги.

Класификация на измервателните уреди за електричество

Всички електромери са класифицирани по тип в зависимост от вида на връзката, конструктивните характеристики и измерените стойности. Устройствата са разделени на директно свързани към електропровода и устройства, които са свързани към електрическата верига с помощта на измервателни трансформатори.

В зависимост от конструктивните характеристики електрическите измервателни уреди се разделят на следните видове:

• Електромеханични или индукционни. Принципът на действие на електрическия измервателен уред е следният: движещата се част, изработена от проводящ материал, е пряко засегната от магнитно поле, което е образувано от неподвижни проводящи намотки. Подвижната част е диск, а намотките произвеждат токове, задвижващи този диск. Количеството консумиран ресурс е право пропорционално на броя обороти на този диск.

  

• Статично или електронно измервателно устройство. Принципът на работа на електронен електромер е следният: електронни, те са в твърдо състояние, частите са податливи на въздействието на напрежение и променлив ток, което създава импулси на изхода, броят на които е равен на обема на измерения енергиен ресурс. Такова електрическо измервателно устройство дава възможност за измерване на активна енергия чрез преобразуване на напрежение и аналогови токови сигнали в броячни импулси.
• Хибридните видове измервателни уреди са доста редки. Особеността на електрическото измервателно устройство се крие в сходството на дизайна на механичните и електронните устройства.

Електромерите са класифицирани в няколко вида според измерените стойности и броя на тарифите. В първия случай измервателните уреди са еднофазни и трифазни, във втория - едно- и двутарифни.

Устройството и принципът на действие на електромера

За да се регистрира активната консумация на енергия от променлив ток в реално време и непрекъснато, е необходимо да се инсталират еднофазни или трифазни индукционни измервателни устройства. Ако измерването на постоянен ток, което е широко разпространено в железниците и всички видове електрически транспорт, е важно, се инсталират електродинамични измервателни устройства.

Индукционните електрически измервателни уреди са оборудвани с диск, изработен от алуминий, когато ресурсът се изразходва, този движещ се елемент се върти поради вихровите потоци, създадени от индукционните намотки. В този случай се срещат две различни сили - магнитното поле на индукционните намотки и магнитното поле на вихровите токове. Получените токове протичат в паралелната верига на натоварване. Всяка намотка е снабдена със сърцевина, която се магнетизира от променлив ток. Излагането на непрекъснат променлив ток кара полюсите на електромагнитите да се променят постоянно. Това води до преминаването на магнитно поле между тях. Именно това дърпа алуминиевия диск заедно с него, образувайки въртене.

Скоростта на въртене на диска е право пропорционална на големината на токовете в двете намотки. При производството на електромери се използват прости техники за свързване от механика, поради което въртящият се диск е свързан с цифровите показания на панела.

Отчитането на потреблението се основава на напрежение и ток. Всички данни се подават към индикатора, в напредналите модели данните се съхраняват в паметта на устройството.

През последните години хората все повече предпочитат електронни двутарифни проекти. Непрекъснато нарастващото търсене може да се обясни със следния списък с предимства:

• Устройствата четат информацията по-точно, което помага за намаляване на сметките за комунални услуги.
• В сравнение с механичните електромери, те са с компактни размери и по-привлекателен външен вид.
• Те автоматично преминават към дневни и нощни ставки, не е необходимо човешко участие. Дори на производствения етап устройството е програмирано за два интервала от време - от 07:00 до 23:00 и от 23:00 до 07:00.
• Подобрените модели трябва да се проверяват веднъж на 5-16 години. Такава проверка е необходима за коректността на отчитането и начисляването на средства. Проверката трябва да се извърши от енергийната компания.

Първата проверка на работоспособността на устройството се извършва фабрично, датата трябва да бъде посочена в придружаващата документация.

Сред недостатъците на двутарифните измервателни устройства те подчертават високата цена и тяхната ненадеждност в сравнение с механичните аналози. Както показва практиката, електронните модели се провалят по-често.

Схематична диаграма на електромер

Схемата на работа на всички видове електрически устройства няма основни разлики, всички те са подобни.

Няколко прости сензора се използват за измерване на мощността:

• Сензори за напрежение, чиято работа се основава на известна разделителна верига.
• Сензори за ток, базирани на обикновен шунт, през който преминава фазата на електрическата мрежа.

Сигналът, записан от тези сензори, е малък, така че трябва да бъде усилен с помощта на електронни усилватели. След това се извършва аналогово-цифрова обработка за преобразуване на сигналите и тяхното умножаване.

Следващите стъпки са филтриране на цифровизирания сигнал и показване на данните на дисплея на инструмента:

• интеграция;
• индикация;
• прехвърляне на изчисления;
• трансформация.

В тази схема използваните входни сензори не могат да осигурят измервания с висок клас векторна точност и следователно изчисляване на мощността.

Ако се изисква висока точност на измерване, веригата е допълнително оборудвана със специални трансформатори на инструменти.

Ако в сравнение разгледаме принципната диаграма на работата на еднофазно електронно измервателно устройство, в него VT е допълнително свързан към нула и фаза, а CT е неразделна част от разкъсването на фазовия проводник. Тъй като сигналите идват от два трансформатора, не се изисква допълнително усилване на сигнала. Всички по-нататъшни трансформации се извършват от микроконтролера, той контролира дисплея, паметта с произволен достъп и електронното реле. Изходният сигнал може допълнително да се предава чрез RAM до канала за данни.