Los primeros medidores de electricidad aparecieron en el siglo XIX. Esto puede explicarse por estudios masivos de electromagnetismo, que fueron realizados por científicos. Hoy en día, los medidores de electricidad se dividen en varios tipos y se instalan en todas las habitaciones donde las personas consumen electricidad. Su tarea principal es estabilizar y, si se usa correctamente, minimizar las facturas de servicios públicos.
Clasificación de contadores de electricidad.
Todos los medidores de electricidad se clasifican por tipo según el tipo de conexión, las características de diseño y los valores medidos. Los dispositivos se dividen en conectados directamente a la línea de alimentación y los dispositivos que están conectados al circuito eléctrico mediante transformadores de medición.
Dependiendo de las características de diseño, los medidores eléctricos se dividen en los siguientes tipos:
- Electromecánica o de inducción. El principio de funcionamiento del medidor eléctrico es el siguiente: la parte móvil hecha de un material conductor se ve directamente afectada por el campo magnético, que está formado por bobinas conductoras estacionarias. La parte móvil es el disco, y las bobinas producen corrientes que impulsan este disco. La cantidad de recursos consumidos es directamente proporcional al número de revoluciones de este disco.
Contador de inducción de tarifa única - Dispositivo de medición estático o electrónico. El principio de funcionamiento de un medidor electrónico de energía es el siguiente: electrónicos, son de estado sólido, las partes son susceptibles al voltaje y la corriente alterna, lo que crea pulsos en la salida, cuya cantidad es igual al volumen del recurso energético medido. Tal dispositivo medidor eléctrico le permite medir la energía activa al convertir el voltaje y las señales de corriente analógicas en pulsos de conteo.
- Los tipos híbridos de dispositivos de medición son bastante raros. Una característica del dispositivo del medidor eléctrico es la similitud del diseño de dispositivos mecánicos y electrónicos.
Los medidores 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, monofásicos y de dos tarifas.
El dispositivo y el principio de funcionamiento del medidor eléctrico.
Para registrar en tiempo real y continuamente el consumo de energía activa de la corriente alterna, es necesario instalar medidores de inducción monofásicos o trifásicos. Si es importante tener en cuenta la corriente continua, que está muy extendida en el ferrocarril y en todo tipo de vehículos eléctricos, se montan medidores electrodinámicos.
Los medidores eléctricos de inducción están equipados con un disco de 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, hay dos fuerzas diferentes: el campo magnético de las bobinas de inducción y el campo magnético de las corrientes parásitas. Las corrientes resultantes fluyen en un circuito de carga en paralelo. Cada bobina está equipada con un núcleo que está magnetizado por corriente alterna. El efecto de la corriente alterna continua conduce al hecho de que los polos de los electroimanes cambian constantemente. Esto lleva al paso entre ellos de un campo magnético. Es lo que tira del disco de aluminio detrás de 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 eléctricos, se utilizan técnicas de conexión simples de la mecánica, debido a que el disco giratorio está conectado con las lecturas digitales en el panel.
La contabilidad del recurso consumido se basa en el voltaje directo y el voltaje actual. Todos los datos se envían al indicador; en los modelos avanzados, los datos se almacenan en la memoria del dispositivo.
En los últimos años, la gente ha preferido cada vez más las estructuras electrónicas de dos tarifas. La demanda en continuo aumento se explica por la siguiente lista de ventajas:
- Los dispositivos leen la información con mayor precisión, lo que reduce el costo de las facturas de servicios públicos.
- En comparación con los medidores eléctricos mecánicos, tienen un tamaño compacto y una apariencia más atractiva.
- Cambie automáticamente a las tarifas diurnas y nocturnas, no se requiere la 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 avanzados deben revisarse una vez durante 5-16 años. Dicha verificación es necesaria para la correcta contabilidad y acumulación de fondos. La verificación debe ser realizada por la compañía de suministro de energía.
La primera verificación del rendimiento del dispositivo se realiza en la fábrica, la fecha debe indicarse en la documentación adjunta.
Entre las desventajas de los dispositivos de medición de dos tarifas, el alto costo y su poca confiabilidad se distinguen en comparación con sus contrapartes mecánicas. Como muestra la práctica, los modelos electrónicos a menudo fallan.
Diagrama esquemático del medidor eléctrico.
El esquema de operación de todos los tipos de electrodomésticos no tiene diferencias fundamentales, todos son similares.
Para medir la potencia, intervienen varios sensores simples:
- Sensores de voltaje, cuya operación se basa en un circuito divisor conocido.
- Sensores de corriente basados en una derivación ordinaria a través de la cual pasa la fase de la red eléctrica principal.
La señal que detectan estos sensores es pequeña, por lo que debe amplificarse con amplificadores electrónicos. Luego, el procesamiento analógico-digital se lleva a cabo para transformar las señales y multiplicarlas.
Los siguientes pasos son filtrar la señal digitalizada y mostrar datos en la pantalla:
- integración;
- indicación;
- cálculos de transferencia;
- conversión.
En este esquema, los sensores de entrada utilizados no pueden proporcionar mediciones de una clase de vectores de alta precisión 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 medición especiales.
Si, en comparación, consideramos el esquema básico de operación de un medidor electrónico monofásico, en él el VT está conectado adicionalmente a cero y fase, y el CT es un componente integral de una ruptura de cable de fase. Dado que las señales provienen de dos transformadores, no se requiere amplificación de señal adicional. El microcontrolador realiza todas las transformaciones adicionales, controla la pantalla, la memoria de acceso aleatorio y el relé electrónico. La señal de salida a través de RAM se puede transmitir más al canal de información.
