El dispositivo y el principio de funcionamiento de los medidores de electricidad.

Los primeros dispositivos de medición de electricidad aparecieron en el siglo XIX. Esto puede explicarse por los estudios masivos de electromagnetismo llevados a cabo por científicos. Hoy en día, los medidores de electricidad se dividen en varios tipos y se instalan en todos los locales donde las personas consumen electricidad. Su tarea principal es estabilizar y, si se usa correctamente, minimizar las facturas de servicios públicos.

Clasificación de dispositivos de medición de electricidad.

Todos los contadores de electricidad se clasifican por tipo según el tipo de conexión, las características de diseño y los valores medidos. Los dispositivos se dividen en dispositivos conectados directamente a la línea de alimentación y dispositivos que se conectan al circuito eléctrico mediante transformadores de medida.

Dependiendo de las características de diseño, los medidores eléctricos se dividen en los siguientes tipos:

• Electromecánica o inducción. El principio de funcionamiento del medidor eléctrico es el siguiente: una parte móvil hecha de un material conductor se ve afectada directamente por un campo magnético, que está formado por bobinas conductoras estacionarias. La parte móvil es un disco y las bobinas producen corrientes que impulsan este disco. La cantidad de recurso consumido es directamente proporcional al número de revoluciones de este disco.

  

• Dispositivo de medición estático o electrónico. El principio de funcionamiento de un medidor de electricidad electrónico es el siguiente: electrónicos, son de estado sólido, las partes son susceptibles a los efectos del voltaje y la corriente alterna, lo que crea pulsos en la salida, cuyo número es igual al volumen. del recurso energético medido. Un dispositivo medidor eléctrico de este tipo hace posible medir la energía activa convirtiendo las señales de voltaje y corriente analógica en pulsos de conteo.
• Los tipos híbridos de dispositivos de medición son bastante raros. La peculiaridad del dispositivo medidor eléctrico radica en la similitud del diseño de dispositivos mecánicos y electrónicos.

Los contadores eléctricos se clasifican en varios tipos según los valores medidos y el número de tarifas. En el primer caso, los dispositivos de medición son monofásicos y trifásicos, en el segundo, de una y dos tarifas.

El dispositivo y el principio de funcionamiento del medidor de electricidad.

Para registrar el consumo de energía activa de la corriente alterna en tiempo real y de forma continua, es necesario instalar dispositivos medidores de inducción monofásicos o trifásicos. Si la medición de corriente continua, que está muy extendida en el ferrocarril y en todos los tipos de transporte eléctrico, es importante, se instalan dispositivos de medición electrodinámicos.

Los medidores eléctricos de inducción están equipados con un disco fabricado en aluminio, cuando se consume el recurso, este elemento móvil gira debido a los flujos de vórtice creados por las bobinas de inducción. En este caso, se encuentran dos fuerzas diferentes: el campo magnético de las bobinas de inducción y el campo magnético de las corrientes parásitas. Las corrientes resultantes fluyen en el circuito de carga en paralelo. Cada bobina está equipada con un núcleo magnetizado por corriente alterna. La exposición a la corriente alterna continua hace que los polos de los electroimanes cambien constantemente. Esto conduce al paso de un campo magnético entre ellos. Es esto lo que tira del disco de aluminio junto con él, formando una rotación.

La velocidad de rotación del disco es directamente proporcional a la magnitud de las corrientes en ambas bobinas. En la producción de medidores de electricidad, se utilizan técnicas de conexión simples de la mecánica, por lo que el disco giratorio se asocia con las lecturas digitales en el panel.

La contabilidad del consumo se basa en la tensión y la corriente directas. Todos los datos se envían al indicador, en modelos avanzados, los datos se almacenan en la memoria del dispositivo.

En los últimos años, la gente prefiere cada vez más los diseños electrónicos de dos tarifas. La demanda en continuo aumento se puede explicar por la siguiente lista de ventajas:

• Los dispositivos leen información con mayor precisión, lo que ayuda a reducir las facturas de servicios públicos.
• En comparación con los medidores mecánicos de electricidad, son de tamaño compacto y de apariencia más atractiva.
• Cambian automáticamente a tarifas diurnas y nocturnas, no se requiere participación humana. Incluso en la etapa de producción, el dispositivo está programado para dos intervalos de tiempo: de 07:00 a 23:00 y de 23:00 a 07:00.
• Los modelos mejorados deben comprobarse una vez cada 5 a 16 años. Se requiere tal verificación para la exactitud de la contabilidad y la acumulación de fondos. La verificación debe realizarla la empresa de suministro de energía.

La primera verificación del funcionamiento del dispositivo se realiza en fábrica, la fecha debe indicarse en la documentación adjunta.

Entre las desventajas de los dispositivos de medición de dos tarifas, destacan el alto costo y su falta de confiabilidad en comparación con sus contrapartes mecánicas. Como muestra la práctica, los modelos electrónicos fallan con más frecuencia.

Diagrama esquemático de un medidor eléctrico.

El esquema de funcionamiento de todo tipo de dispositivos eléctricos no tiene diferencias fundamentales, todos son similares.

Se utilizan varios sensores simples para medir la potencia:

• Sensores de voltaje cuyo funcionamiento se basa en un circuito divisor conocido.
• Sensores de corriente basados ​​en un shunt ordinario por el que pasa la fase de la red eléctrica.

La señal registrada por estos sensores es pequeña, por lo que debe amplificarse mediante amplificadores electrónicos. Luego se realiza un procesamiento analógico-digital para transformar las señales y multiplicarlas.

Los siguientes pasos son filtrar la señal digitalizada y mostrar los datos en la pantalla del instrumento:

• integración;
• indicación;
• transferencia de cálculos;
• transformación.

En este esquema, los sensores de entrada utilizados no son capaces de proporcionar mediciones de una clase alta de precisión vectorial y, por lo tanto, el cálculo de la potencia.

Si se requiere una alta precisión de medición, el circuito está equipado adicionalmente con transformadores de instrumentos especiales.

Si, en comparación, consideramos el diagrama principal de la operación de un dispositivo de medición electrónico monofásico, en él, el VT está conectado adicionalmente a cero y fase, y el CT es un componente integral de la ruptura del cable de fase. Dado que las señales provienen de dos transformadores, no se requiere amplificación de señal adicional. Todas las transformaciones posteriores las realiza el microcontrolador, que controla la pantalla, la memoria de acceso aleatorio y el relé electrónico. La señal de salida se puede transmitir a través de la RAM al canal de datos.