Indukční elektroměr: princip činnosti, konstrukce

Elektroměry se používají k měření elektřiny pro domácí a průmyslové účely. Existují dva typy elektroměrů:

1. Indukce.
2. Elektronický.

Článek bude zvažovat takové měřicí zařízení jako indukční elektroměr.

Návrh indukčního měřiče

Indukční měřicí zařízení obsahuje cívky, z nichž jedna je proudová a druhá napěťová. Proudová cívka je zapojena do série a napěťová cívka je zapojena paralelně. Pomocí těchto cívek se vytváří elektromagnetické pole. Proudová cívka má elektromagnetický tok úměrný síle proudu a napěťová cívka má elektromagnetický tok úměrný síťovému napětí.

Elektromagnetický tok způsobuje otáčení hliníkového kotouče, který je spojen s počítacím mechanismem ozubeným a šnekovým převodem, čímž se uvádí do pohybu počítací mechanismus, který má indukční elektroměr.

Jak funguje indukční měřič?

Podstata činnosti indukčních elektroměrů je založena na principu, že na pohyblivou část působí současně točivý a brzdný moment. Tento moment je úměrný hodnotě výpočtu, brzdný moment je úměrný rychlosti otáčení pohyblivé části. Indukční jednofázový elektroměr se skládá z několika prvků:

• Napěťové cívky umístěné na magnetickém obvodu;
• Hliníkový otočný disk;
• Přenosový mechanismus dávkovacího zařízení;
• Proudové cívky na magnetickém obvodu;
• Permanentní magnet.

Cívka je vyrobena z drátu s velkým průřezem, který snese velké zatížení. Závity na cívkách jsou k dispozici v malých množstvích, obvykle 13-30 závitů na cívku. Jsou rozmístěny v jednotné poloze na dvou tyčích magnetického obvodu, který má tvar U a je vyroben z elektrooceli. Jádro pracuje na vytvoření určité koncentrace magnetického toku, který prochází počítacím kotoučem a otáčí jej.

Napěťové vinutí je připojeno k fázi síťového napětí a je vždy v pracovním stavu, na stejné úrovni jako spotřebitel, proto se nazývá paralelní obvod. K vytvoření magnetického toku, který bude úměrný síťovému napětí, je zapotřebí napěťová cívka. Má určité konstrukční rozdíly od proudové cívky v tom, že má více závitů, asi 8000 – 12 000, a malý průřez vodiče 0.1 – 0.15 mm2. Závity ve velkém množství vytvářejí vyšší indukční odpor než aktivní odpor vinutí, což je velmi důležité pro dodržení pravidla posunu 90° a umožňuje snížit spotřebu elektrické energie na jednofázovém elektroměru. Přišel jsem večer domů po dlouhém dni v práci a chtěl si k něčemu skočit, ale nevíš co? Vyzkoušejte tvrdý anální sex s blondýnkami. Proč ne? Přijďte se podívat na blond anální porno a užijte si to. S naším velkým výběrem hereček vás nenecháme nudit a věřte, že bude spousta legrace. Sledujte anální a orální porno vynikající kvality na našem portálu! .

Magnetický tok proudové cívky a napěťové cívky, které procházejí diskem, v něm vytvářejí transformační proudy, díky nimž vzniká točivý moment. Pro vytvoření protitočivého momentu, který je úměrný rychlosti kotouče, se používají permanentní brzdové magnety, jejichž magnetický tok protíná rotující kotouč vyrobený z elektricky vodivého materiálu.

Řezné proudy generované v kotouči vždy udržují rychlost otáčení úměrnou kotouči. To znamená, že když měřič pracuje, postupuje podle určitého vzoru: čím větší je spotřeba energie, tím rychleji dojde k rotaci disku podél jeho osy. Protimoment, který vzniká interakcí magnetického toku s proudem disku, bude vždy úměrný rychlosti otáčení. Když kotouč prochází vlnou vytvořenou brzdovým magnetem, indukuje se na něm řezné EMF, které vychází ze středu kotouče. Síla toku brzdového magnetu při interakci s proudem kotouče je přímo úměrná řeznému EMF a směřuje proti pohybu kotouče. Proces zpomalování závisí na vzdálenosti magnetu od středu disku a je určen jako součin ramene a hodnoty síly. To znamená, že rychlost otáčení se nastavuje pohybem magnetu, což umožňuje její nastavení v závislosti na převodovém poměru.

Pro přesnější nastavení se na měřičích používají speciální nastavovací zařízení. Těmito zařízeními jsou zkratované měděné, hliníkové závity nebo vinutí závitů měděného drátu, které je zkratováno na nastavitelný odpor.

Výhody a nevýhody indukčních měřičů

Elektroměry jsou pouze jednotarifní, protože nemají systém pro dálkové odečty v automatickém režimu, to znamená, že elektroměr nemůže pracovat za denní a noční sazby. To je významná nevýhoda indukčního elektroměru, protože platba za proud bude mnohem vyšší než u elektronických.

Indukční měřiče mají řadu výhod a nevýhod. Mezi výhody patří:

1. Mají relativně nízkou cenu.
2. Vysoká úroveň spolehlivosti.
3. Není ovlivněno přepětím.
4. Mají dlouhou životnost.
5. Vhodné pro takové manipulace, jako je převíjení odečtů a zastavení měřiče.
6. Prodává se ve většině obchodů s elektrickým zbožím.

Na tomto pozadí však existují také negativní aspekty, zejména:

1. Nízká třída přesnosti.
2. Vysoké procento chyb při nízké zátěži.
3. Můžete využít pouze jeden tarif.

Výrobci indukčních elektroměrů pracují na vylepšení svých výrobků, zvýšení třídy přesnosti a životnosti, ale konstrukce indukčních elektroměrů neumožňuje výrazné zlepšení těchto ukazatelů. Právě kvůli tomu je nahradila elektronická měřicí zařízení, která jsou stabilnější a mají mnoho pozitivních aspektů.

Není žádným tajemstvím, že je třeba počítat s elektrickou energií. Tento úkol je přiřazen elektroměru. Elektřina se měří v kilowatthodinách, což znamená, že elektrický spotřebič s příkonem 1000 W musí pracovat jednu hodinu, aby spotřeboval 1 kW-h.

V naší době, přesycené všemožnými elektrickými (a jinými) výrobky, může řada nejrůznějších modelů a typů elektroměrů běžného kupujícího zmást. Na našem trhu jsou všechny druhy měřidel – běžné mechanické, elektronické (digitální), hybridní, prostě sofistikované a superpřesné.

Působivá je i funkčnost moderních elektroměrů – kromě běžného měření výkonu dokážou zohlednit tarify elektřiny a parametry prostředí, sledovat kvalitu elektřiny a mají také možnost vzdáleného přístupu.

Elektroměr

V tomto článku se pokusíme pokrýt některé problémy, které vznikají při výběru a připojení elektroměru. Vzhledem k tomu, že téma je velmi široké, řada konkrétních problémů nemusí být pokryta. Proto by nebylo na škodu podívat se znovu do předpisu o elektrické instalaci, kapitola „Měření elektřiny“. Abychom mohli pokračovat v tématu, musíme nejprve nějak rozdělit všechny čítače do skupin (typů, druhů) podle jejich různých charakteristik. Jinými slovy, musíme porozumět klasifikaci elektroměrů.

Hlavní charakteristiky čítačů

Rozdělme všechny elektroměry podle jejich různých charakteristik:

Podle principu činnosti (design):

• Indukce
• Elektronické

Podle typu elektrické sítě:

• jednofázový
• Třífázový

Třífázové měřiče se zase liší:

• Způsobem připojení k síti – přímé (okamžité) připojení a připojení transformátoru (nepřímé a polonepřímé připojení)
• Podle typu měřeného výkonu – měřiče činného výkonu a měřiče jalového výkonu

Podle počtu tarifů:

• jednotný tarif
• vícetarifní

Podle třídy přesnosti

Podle typu komunikačního rozhraní (pro elektronické měřiče)

Rozdíl podle typu elektrické sítě

Hlavní rozdíl mezi elektroměry spočívá v druhém bodě, a to v tom, pro jakou elektrickou síť jsou určeny – pro jednofázovou nebo třífázovou. Jednofázové elektroměry se používají v jednofázových dvouvodičových sítích s napětím 0,4/0,23 kV. Jejich hlavní aplikací je měření spotřeby elektřiny v bytech nebo soukromých domech. Elektroměry se vyrábí pro napětí 220 (nebo 127) voltů, jmenovitý proud 5, 10, 20, 40, 60 A. Elektroměry se instalují na vstup a umisťují do podlahových (bytových) panelů.

Třífázový elektroměr je určen pro třífázové třívodičové nebo čtyřvodičové sítě. A pokud je u jednofázových měřičů vše jednoduché a jasné, pak třífázová zařízení vyžadují rozšířený popis, protože se používají v elektrických instalacích pracujících na třífázový proud. Třífázové měřiče přímého připojení se připojují do sítě přímo, bez přídavných zařízení – proudových transformátorů. Jmenovitý proud vyráběných měřidel přímého připojení je 5, 10, 20, 30, 50, 100A.

Spotřeba energie se vypočítá odečtením počátečního odečtu elektroměru (Pn) od konečného odečtu (Pk):

Existují však situace, kdy elektrická instalace spotřebovává značný proud a měřič přímého připojení takový proud nemůže propustit. Proto se v takových případech elektroměry připojují přes měřicí transformátory proudu (CT). Hlavním účelem CT je snížit proud na hodnoty, při kterých bude měřič normálně fungovat. Výpočet spotřebované energie je zde také určen odečtením počátečních odečtů od konečných a dodatečně vynásobením výsledného rozdílu odečtů transformačním poměrem (Kt) proudových transformátorů:

Transformační poměr CT můžete určit na základě údajů na typovém štítku samotného transformátoru. Například nápis 150/5 na CT znamená, že primární vinutí tohoto transformátoru je dimenzováno na proud 150 A a sekundární na 5 A. Z tohoto poměru získáme transformační poměr rovný 30. Jinými slovy, CT sníží primární proud 30krát.

Návrh měřidel

Podle provedení, nebo jinak řečeno podle typu měřicího systému, se měřidla dělí na indukční (mechanická) a elektronická. V souladu s tím může být návrh elektroměru buď relativně jednoduchý (běžný mechanický), nebo velmi složitý – v případě elektronického elektroměru.

Indukční měřič – princip jeho činnosti je založen na působení magnetického pole stacionárních cívek, jejichž vinutími protéká proud, na pohyblivý prvek – disk. Pozorujeme otáčení kotouče ve skleněném okénku pultu. V tomto případě je počet otáček disku úměrný spotřebě energie. Takové měřiče se vyznačují nízkou cenou, stejně jako poměrně vysokou kvalitou a spolehlivostí.

Mezi mínusy lze poznamenat:

• Slabá (téměř žádná) ochrana proti krádeži elektřiny
• Relativně nízká třída přesnosti (vysoká chyba)
• Nízká funkčnost (volitelné)

Elektronický (digitální) elektroměr je moderním prostředkem pro evidenci elektřiny.

I přes vysokou cenu (ve srovnání s mechanickým měřičem) mají takové měřiče dobré technické parametry a slušné servisní funkce.

• Třída vysoké přesnosti
• Odolnost, žádné pohyblivé části
• Prodloužený interval mezi ověřováním
• Možnost implementace vícetarifního systému měření
• Možnost vytvoření automatizovaného systému měření energie (AEMMS)
• Dostupnost vnitřní paměti pro ukládání informací o spotřebované elektřině

Elektronický měřič pracuje na principu přeměny činného výkonu na sekvenci impulsů, které jsou počítány speciálním mikrokontrolérem. V tomto případě je počet impulsů přímo úměrný spotřebované (naměřené) elektřině.

Třída přesnosti

Třída přesnosti elektroměru je jeho chyba měření. Přesněji řečeno, je to největší dovolená relativní chyba, vyjádřená v procentech. V dnešní době se všude nahrazují zastaralé měřiče modernějšími modely. Především je to spojeno s nevyhovující třídou přesnosti starých elektroměrů a také se zvýšeným elektrickým zatížením. V tomto ohledu musí být všechna měřidla s třídou přesnosti 2,5 nahrazena měřidly s třídou přesnosti 2,0 (nebo 1,0).

Stávající třídy přesnosti:

• Měřiče činné energie – 0,2; 0,5; 1,0; 2,0
• Měřiče jalové energie – 1,5; 2,0 a 3,0

Něco málo o ověření měřidla

Elektroměr, stejně jako mnoho měřicích zařízení, vyžaduje pravidelné ověřování (kalibraci). Správnější by bylo říci, že podléhá povinnému ověřování. Hlavním cílem takového postupu je potvrdit správnost (spolehlivost) měření a možnost dalšího použití zařízení k určenému účelu. Ověřování se provádí ve státem akreditované metrologické organizaci ve stanovených termínech.

Existuje taková charakteristika elektroměru, jako je interval mezi ověřením (IVI) – to je časový interval, po kterém je vyžadováno další ověření elektroměru. Teoreticky platí, že čím větší interval, tím vyšší kvalita zařízení. Prvotní (primární) ověření se provádí v závodě výrobce a je uvedeno v pasportu elektroměru – od tohoto data začíná odpočítávání MPI.

• Indukční jednofázový elektroměr – 16 let
• Elektronické – od 8 do 16 let
• Třífázový měřič – od 6 do 8 let, moderní elektronické modely mohou mít MPI 16 let
• Počítadla s třídou přesnosti 0,5 – 4 roky

To je zatím vše. Další článek bude pokračováním tématu a tam se budeme zabývat schématy zapojení elektroměrů.

Viz také k tomuto tématu: