Принцип действия счетчика количества

Приборы учета электроэнергии: классификация и характеристики

Контроль над потреблением электрической энергии необходим как в промышленных, так и в бытовых условиях. Он помогает организовать правильную работу сети, а в отдельных случаях выявить неполадки и сбои. Для этих целей используют специальное оборудование – приборы учета электроэнергии (также именуемые счетчиками). Устройства имеют различный принцип работы, который зависит от особенностей конструкции.

В данных счётчиках учёта отсутствуют вращающиеся элементы. Магнит прибора взаимодействует с потоком воды и позволяет считать её расход.

Отличают электромагнитные счётчики высокая точность измерения и высокая стоимость.

Используются, как общедомовые счётчики и счётчики учёта в пищевой промышленности. Работают в сточных водах.

Электромагнитные счётчики

Принцип работы индукционного счетчика

Еще совсем недавно индукционные счетчики были неотъемлемой частью электрических сетей в квартирах. Счетное устройство в этих приборах представлено вращающимся алюминиевым диском и цифровыми барабанами, отображающими показатели расхода электроэнергии в реальном времени.

Принцип действия подобных устройств достаточно простой. Электромагнитное поле, возникающее в катушках счетчика, взаимодействует с диском, выполняющим функцию подвижного токопроводящего элемента. В однофазном индукционном счетчике выполняется параллельное подключение одной из катушек к обмотке напряжения, которая служит сетью переменного тока. Другая катушка подключается последовательно на участке между обмоткой тока или нагрузкой и генератором электроэнергии.

Действие токов, протекающих по обмоткам, приводит к созданию переменных магнитных потоков, пересекающих вращающийся диск. Их величина составляет пропорцию между потребляемым током и входным напряжением. В соответствии с законом электромагнитной индукции в самом диске происходит возникновение вихревых токов, протекающих по направлению магнитных потоков.

Вихревые токи и магнитные потоки начинают взаимодействовать между собой в диске. В результате, появляется электромеханическая сила, которая и приводит к созданию вращающегося момента. Таким образом, возникает пропорция между полученным вращающимся моментом и произведением двух магнитных потоков, возникающих в обмотках тока и напряжения, умноженных на синус сдвига фазы между ними.

Читайте так же:

Максимальное сечение кабеля для счетчика меркурий 230

Нормальная работа индукционного электросчетчика возможна только при условии фазового сдвига, равного 90 градусам. Такой сдвиг можно получить, разложив магнитный поток обмотки напряжения на две части. Получается, что диск прибора вращается с частотой, пропорциональной активно потребляемой мощности. Поэтому непосредственный расход электроэнергии будет находиться в пропорции с количеством оборотов диска. Полученные данные о потреблении передаются на механическое счетное устройство, ось которого связана с осью подвижного диска с помощью зубчатой передачи. Такая конструкция обеспечивает синхронное вращение обоих элементов.

Трехразрядный самоостанавливающийся вычитающий счетчик с последовательным переносом

Рассмотрим трехразрядный самоостанавливающийся вычитающий счетчик с последовательным переносом (рис. 3.69).
После перехода счетчика в состояние 000 на выходах всех триггеров возникает сигнал логического 0, который подается через логический элемент ИЛИ на входы J и К первого триггера, после чего этот триггер выходит из режима Т-триггера и перестает реагировать на импульсы F.

Устройство механического счетчика

Чтобы понять принцип действия счетчика воды, нужно знать, как он устроен. Конструкция механических водомеров напоминает водяную мельницу – поток воды приводит в действие крыльчатку, которая, в свою очередь, запускает механизм редуктора. Сам механизм воздействует на ролики механического табло с цифрами-показателями.

Индикаторное табло отображает поток воды, проходящий через масштабирующий механический редуктор, в единицах измерения «кубометр».

На роликах красного цвета отображаются доли кубических метров, использованных в системе водоснабжения.

Связь между крыльчаткой и механизмом для считывания данных осуществляется посредством магнитного контакта через герметичную пленку.

Чтобы измерительный прибор был надежным и долговечным, опорные элементы крыльчатки и считывающего механизма оснащаются твердыми осями.

Некоторые модели вместо крыльчатки оснащены турбинками, благодаря чему можно получить более точные замеры сильного потока воды. В свою очередь, турбинные приборы плохо срабатывают при небольших расходах.

Читайте так же:

Таймер счетчик по переполнению

Турбинные водомеры устанавливаются на трубы водоснабжения от Ду 50 и выше, в то время как для крыльчатых приборов подойдет диаметр до 50 Ду.

Классификация приборов учета

В принципе, классифицировать счетчики электроэнергии (внутренней или наружной установки) можно по разным критериям. Вот только некоторые из них.

По измеряемым параметрам разделение ведется на однофазный и трехфазный.
По схеме подключения на прямые и через трансформатор. То есть, учитываются правила установки.
По конструктивным особенностям на индукционные, электронные и гибридные.

Две первые позиции понятны, здесь нет необходимости разъяснять, по каким критериям проводится разделение. А вот с третье надо разобраться досконально. Итак, давайте разберемся в ней и определим, какой счётчик лучше.

Индукционный прибор учета

По сути, это традиционные электромеханические счетчики. В этой конструкции используется принцип действия магнитной индукции. То есть, в неподвижной катушке, через которую проходит электрический ток, образуется магнитное поле, которое будет влиять на подвижный элемент счетного механизма. Элемент изготовлен из токопроводящего материала, который собой представляет диск. Так вот магнитное поле будет влиять на него, и под его действием диск и будет вращаться. Чем больше тока проходит через катушку (имеется в виду сила тока), тем быстрее будет вращаться сам механизм. Отсюда, в принципе, и показания счетчика, которые будут прямопропорциональны количеству оборотов диска.

Правда, необходимо отметить, что такой учет электроэнергии постепенно уходит в небытие. Потому что индукционные приборы обладают рядом серьезных недостатков. Вот только некоторые из них:

Они могут быть использованы только в однотарифных сетях.
Нет возможности провести дистанционное снятие показания в автоматическом режиме.
Слишком большие погрешности в показаниях, что недопустимо новыми стандартами и нормативами. Современные правила учета электрической энергии в этом плане очень жесткие.
Есть возможность расхищать электроэнергию. Вариантов масса, жизнь это давно доказала.
Небольшая функциональность прибора.

Читайте так же:

Счетчик расходомер для пищевой промышленности

Созданные много десятков лет тому назад эти приборы учета не могут выдерживать тех нагрузок, которые присутствуют в современных домах и квартирах. Слишком много бытовой техники присутствует в наших жилищах.

Электронный счетчик

Это современная модель, которую еще называют статической. Это совершенно другая конструкция, в которой используются электронные элементы (твердотельные). Проходящий по ним электрический ток (переменный) создает на этих элементах на выходе импульсы, которые преобразуются и отражаются на дисплее. Так вот количество этих импульсов прямопропорционально активной энергии, потребляемой сетью. Если сказать проще, то приборы этого типа преобразуют аналоговые сигналы напряжения и силы тока в цифровые.

В таких счетчиках механизм учёта может быть электромеханический или электронный. Первый тип обычно применяется в регионах с холодным климатом, если щит учета электроэнергии устанавливается на улице. Конечно, оба варианта в своих конструкциях имеют и дисплей, и запоминающееся устройство.

Эти современные модели обладают рядом достоинств, которых нет у индукционных счетчиков. А именно:

Это многотарифность. Это стало возможным из-за того, что в приборе установлен набор счетных механизмов. Каждый блок включается в систему учета электроэнергии в определенный промежуток времени. Интервалы в свою очередь соответствуют различным тарифам.
Долговечная эксплуатация, плюс повышение срока между проверками госстандарта.
Устойчивость к разбросу токовых нагрузок в питающих сетях. Таким счетчикам нестрашны перегрузы.
Безусловно, превосходный современный дизайн.
Постепенное снижение стоимости до приемлемой в настоящее время.