Лічильники електроенергії, широко відомі як електричні лічильники, — це прилади обліку, які використовуються енергомережевими компаніями для вимірювання електроенергії та є шлюзом для енергетичних компаній для розрахунків за електроенергію з користувачами.
Споживання електроенергії також називають електричною енергією та електричною енергією, яка також відповідає фізичній формулі: Вт=P·t=U·I·tВт=електричної енергії (одиниця — Джоуль Дж ); P=електрична потужність (одиниця — ват); U=значення напруги (Одиниця вимірювання — вольт В); I=значення струму (одиниця вимірювання — ампер А); t=час (одиниця – секунда t); Принцип вимірювання лічильника електроенергії - добуток значення напруги, значення струму та часу.
Оскільки 1 кіловат-година (3600 ВАт) електроенергії визначається як одна кіловат-година, лічильник електроенергії також називають ват-годинним лічильником або кіловат-годинним лічильником. З початком другої технічної революції людство вступило в епоху електрики. Електрична енергія – це новий вид енергії, з’явився також прилад її обліку – лічильник електроенергії.
Розвиток лічильників електричної енергії пройшло наступні етапи:
1. Лічильник електроенергії індукційного типу
У 1880 році американський винахідник Едісон створив перший у світі лічильник електроенергії постійного струму, використовуючи принцип електролізу в лабораторії.
У 1889 році німецький фізик Бутель розробив індукційний лічильник ват-годин без окремого струмового сердечника.
У 1890 році з'явився індукційний лічильник ват-годин із струмовим залізним сердечником, але гальмівним елементом було мідне кільце, а крутний момент створювався електромагнітом змінного струму.
Наприкінці 19 і на початку 20 століття постійні магніти замінили електромагніти, алюмінієві диски замінили мідні диски, і офіційно почали випускати індукційні лічильники ват-годин.
Лічильник електричної енергії індукційного типу широко відомий як механічний лічильник, який вимірює електричну енергію шляхом обертання алюмінієвої пластини під дією електромагнітного моменту. Принцип роботи індукційного лічильника ват-годин полягає в тому, що коли змінний струм проходить через компоненти струму та напруги лічильника ват-годин, на алюмінієвій пластині індукуються вихрові струми. Ці вихрові струми взаємодіють зі змінним магнітним потоком, створюючи електромагнітну силу, яка змушує алюмінієву пластину обертатися. У той же час гальмівний електромагніт також взаємодіє з обертовим алюмінієвим диском, створюючи гальмівний момент. Коли обертовий момент збалансований з гальмівним моментом, алюмінієвий диск обертається зі стабільною швидкістю. Кількість обертів алюмінієвої пластини пропорційна величині виміряної електричної енергії, так що можна виміряти спожиту електричну енергію.
2. Індукційний імпульсний лічильник електроенергії
Індукційний імпульсний лічильник електроенергії все ще використовує вимірювальний механізм індукційного лічильника електроенергії як компонент і перетворює електричну енергію в імпульсний сигнал через фотоелектричний датчик, а потім використовує електронну схему для обробки імпульсного сигналу, таким чином реалізуючи вимірювання електричної енергії. Оскільки цей вид лічильника електричної енергії використовує вимірювальний елемент індуктивної системи з пристроєм генерації імпульсів, його також називають електромеханічним лічильником електричної енергії імпульсного типу.
У 1970-х роках індукційно-імпульсні лічильники електроенергії були широко поширені в деяких промислово розвинених країнах.
3. Повністю електронний лічильник ват-годин
З розвитком технологій силової електроніки та нових компонентів з’явилися електронні лічильники ват-годин.
З розвитком науки і техніки та вдосконаленням технологій з’явилися електронні лічильники ват-годин з тривалим терміном служби, високою надійністю та сильним захистом від перешкод. Його функції починають урізноманітнюватися, і він може вимірювати такі параметри, як активна електрична енергія, реактивна електрична енергія, напруга, струм, повна потужність, коефіцієнт потужності та час втрати напруги.
Принцип роботи електронних лічильників ват-годин: використовуйте резистори дільника напруги або трансформатори напруги, щоб перетворити сигнали напруги в малі сигнали, які можна використовувати для електронних вимірювань, і використовуйте шунти або трансформатори струму, щоб перетворити сигнали струму в малі сигнали, які можна використовувати для електронних вимірювань. вимірювання. Мікросхема вимірювання електричної енергії компанії виконує аналогове або цифрове множення перетворених сигналів напруги і струму, накопичує електричну енергію, а потім видає імпульсний сигнал, частота якого пропорційна електричній енергії; імпульсний сигнал керує кроковим двигуном, щоб керувати механічним лічильником для відображення або надсилання. Цифровий дисплей виконується після обробки мікрокомп’ютером.
За структурою вимірювання електронні лічильники електроенергії поділяються на однофазні, трифазні чотирипровідні та трифазні трипровідні. За призначенням вони поділяються на лічильники активної, реактивної та стандартної енергії, багатофункціональні лічильники енергії, лічильники максимального попиту, багатотарифні лічильники, лічильники електроенергії з передоплатою. Останнім часом лічильник електроенергії підключають до мобільних телефонів та інших пристроїв, що називається лічильником електроенергії Інтернету речей.