Què és Integrating Instrument？

Definició i classificació dels instruments d'integració
Definició

Un instrument d'integració està dissenyat per mesurar l'energia acumulada proporcionada per un circuit elèctric durant un període específic. Es centra en la quantitat total d'energia consumida, independentment de la velocitat amb què es produeix aquest consum. Un exemple destacat d'aquests instruments és el comptador de watthores, que quantifica directament l'energia en watthores. Aquesta funcionalitat fa que els instruments d'integració siguin inestimables per determinar amb precisió el consum total d'energia en diversos sistemes elèctrics, tant en entorns residencials, comercials com industrials.

Tips d'instruments d'integració

Els instruments d'integració es poden classificar principalment en dos tipus distintos: el comptador de rellotge i el comptador de motor. Cada tipus utilitza mecanismes únics per aconseguir la integració de l'energia elèctrica a lo llarg del temps.

Comptador de rellotge

El comptador de rellotge disposa d'un mecanisme de rellotge especialitzat equipat amb dos pèndols i dos conjunts de bobines. Una bobina s'alimenta amb la corrent elèctrica que flueix pel circuit, mentre que l'altra s'alimenta amb la tensió aplicada al circuit. La bobina de corrent està fixa, mentre que la bobina de tensió està connectada al pèndol. Quan el circuit elèctric està actiu, les forces magnètiques generades per les bobines de corrent i tensió interactuen. Aquestes forces actuen sobre el pèndol, fent-lo moure. La força magnètica de la bobina de corrent fixa intenta atreure el pèndol cap a ella, creant un moviment dinàmic que està directament relacionat amb els paràmetres elèctrics del circuit. Aquest moviment, a la vegada, es tradueix en una mesura de l'energia consumida a lo llarg del temps, amb el mecanisme de rellotge que registra el pas del temps i ho correlaciona amb l'entrada d'energia elèctrica.

Comptador de rellotge (continuació)

La força magnètica generada per les bobines exerceix una tracció sobre el pèndol, fent-lo oscil·lar cap a les bobines de corrent fixa. Aquesta acció inicia una interacció entre els dos pèndols. Quan un pèndol es mou endavant, l'altre experimenta un efecte retardat. La diferència en els moviments oscil·lants d'aquests pèndols serveix com a indicador de l'energia elèctrica consumida pel circuit. Mesurant i analitzant amb precisió aquestes diferències en el moviment dels pèndols a lo llarg del temps, el comptador de rellotge pot calcular i mostrar l'energia acumulada amb precisió.

Comptador de motor

El comptador de motor és ampliament reconegut com a dispositiu fiable i eficient per a mesurar l'energia elèctrica, cosa que el converteix en una opció preferida en nombroses aplicacions. Estructuralment, consta de tres components essencials, cada un dels quals desempenya un paper crucial en la seva operació:

Sistema d'operació

El sistema d'operació del comptador de motor està dissenyat per generar un parell de torsió. Aquest parell de torsió és directament proporcional a la corrent elèctrica que flueix pel circuit que es mesura. Quan la corrent varia, també ho fa el parell de torsió produït pel sistema d'operació. Aquest parell de torsió, aleshores, actua com a força motriu, posant en moviment el sistema mòbil del comptador. En essència, el sistema d'operació converteix l'energia elèctrica de la corrent en energia rotacional mecànica, iniciant el procés de mesura.

Sistema de frenat

El sistema de frenat serveix una funció vital induint un parell de frenat dins del comptador. Aquest parell de frenat és directament proporcional a la velocitat de rotació del sistema mòbil. El mecanisme darrere d'això implica la generació de corrents de Foucault. Quan el disc mòbil, situat dins del camp magnètic d'un imant permanent, gira, es generen aquestes corrents de Foucault. L'interacció entre aquestes corrents de Foucault i el camp magnètic crea el parell de frenat. Aquest parell de frenat actua com a contrabalanç al parell de torsió del sistema d'operació, assegurant que el comptador opera a una velocitat estable i consistent. Sense un sistema de frenat eficient, les parts mòbils del comptador accelerarien sense control, conduint a mesures inexactes.

Sistema de registre

El sistema de registre té la responsabilitat de traduir el moviment rotacional del sistema mòbil en una mesura llegible del consum d'energia. El sistema mòbil està muntat en un fusell roscat. Una sèrie de rodes, conegudes com a tren de rodes, estan connectades al fusell roscat mitjançant un piñó. Quan el fusell gira degut al parell de torsió del sistema d'operació, les rodes també girin. El fusell està dotat de punteres que es mouen a través de quadrants, que estan calibrats per mostrar el consum d'energia en diverses unitats, com ara dezenes, centenes, dècimes, etc. Aquesta representació visual permet als usuaris monitorar i registrar fàcilment la quantitat d'energia elèctrica consumida en un període determinat.

En comparació amb els comptadors de rellotge, els comptadors de motor ofereixen una solució més econòmica. El disseny complex i els requisits de fabricació dels comptadors de rellotge contribueixen al seu cost més elevat. Com a resultat, els comptadors de motor han esdevenit l'opció preferida en entorns industrials, on es requereix una mesura gran escala i contínua de l'energia. La seva afordabilitat, combinada amb la seva fiabilitat i precisió, els fa adequats per a l'entorn exigent de les aplicacions industrials.

Operació del comptador de rellotge i detalls del comptador de motor

Comptador de rellotge

Les forces magnètiques generades per les bobines exercen una tracció sobre el pèndol, obligant-lo a oscil·lar cap a les bobines fixes. Aquesta acció desencadena una interacció entre els dos pèndols. Quan un pèndol es mou endavant, l'altre experimenta un retard. Les variacions en els patrons d'oscil·lació d'aquests pèndols serveixen com a indicador de l'energia elèctrica dins del circuit. Mesurant amb precisió aquestes discrepàncies en el moviment dels pèndols, el comptador de rellotge pot determinar amb precisió l'energia acumulada consumida en un període específic.

Comptador de motor

El comptador de motor és un instrument ampliament utilitzat per a la mesura d'energia, gràcies a la seva fiabilitat i eficiència. Està compost per tres components integrals, cadascun dels quals desempenya un paper distintiu i crucial en la seva funcionalitat:

Sistema d'operació

El sistema d'operació del comptador de motor està enginyat per generar un parell de torsió que és directament proporcional a la corrent elèctrica que flueix pel circuit mesurat. Aquest parell de torsió actua com a força motriu, posant en moviment el sistema mòbil del comptador. Quan la corrent fluctua, el parell de torsió produït pel sistema d'operació s'ajusta en conseqüència, assegurant que el moviment del comptador reflecteixi amb precisió l'entrada d'energia elèctrica. En essència, el sistema d'operació converteix l'energia elèctrica de la corrent en energia rotacional mecànica, iniciant el procés de mesura de l'energia.

Sistema de frenat

El sistema de frenat serveix una funció vital induint un parell de frenat que està directament relacionat amb la velocitat de rotació del sistema mòbil. Aquest parell de frenat es genera a través de l'inducció de corrents de Foucault. Quan el disc mòbil, situat dins del camp magnètic d'un imant permanent, gira, es generen aquestes corrents de Foucault. L'interacció entre aquestes corrents de Foucault i el camp magnètic dona lloc al parell de frenat. Aquest parell de frenat actua com a força contrària al parell de torsió del sistema d'operació, mantenint el comptador a una velocitat rotacional constant. Sense un sistema de frenat eficient, les parts mòbils del comptador accelerarien sense control, conduint a mesures inexactes de l'energia.

Sistema de registre

El sistema de registre té la responsabilitat de traduir el moviment rotacional del sistema mòbil en una mostra quantificable i llegible del consum d'energia. El sistema mòbil està muntat en un fusell roscat. Una sèrie de rodes, conegudes com a tren de rodes, estan connectades al fusell roscat mitjançant un mecanisme de piñó. Quan el fusell gira degut al parell de torsió del sistema d'operació, les rodes giren en tandem. El fusell està dotat de punteres que es mouen a través de quadrants calibrats, que estan marcats per mostrar el consum d'energia en diverses unitats, com ara dezenes, centenes, dècimes, etc. Aquesta representació visual permet als usuaris monitorar i registrar fàcilment la quantitat d'energia elèctrica consumida a lo llarg del temps.

Dada la relativa alta cost associada als comptadors de rellotge, principalment degut al seu disseny complex i els requisits de fabricació, els comptadors de motor han esdevingut l'opció preferida en entorns industrials. La seva eficiència en cost, juntament amb la seva capacitat per proporcionar mesures d'energia precises i constants, els fa adequats per a les necessitats de monitoratge d'energia a gran escala i contínues de les indústries.