Что такое интегрирующий прибор

Определение и классификация интегрирующих приборов
Определение

Интегрирующий прибор предназначен для измерения суммарной энергии, поставляемой электрической цепью за определенный период. Он фокусируется на общем количестве потребленной энергии, независимо от скорости ее потребления. Примером интегрирующего прибора является ватт-часовый счетчик, который напрямую квантифицирует энергию в ватт-часах. Эта функциональность делает интегрирующие приборы бесценными для точного определения общего потребления энергии в различных электрических системах, будь то в жилых, коммерческих или промышленных условиях.

Типы интегрирующих приборов

Интегрирующие приборы можно в основном разделить на два различных типа: часовой счетчик и моторный счетчик. Каждый тип использует уникальные механизмы для достижения интеграции электрической энергии во времени.

Часовой счетчик

Часовой счетчик оснащен специальным часовым механизмом с двумя маятниками и двумя наборами катушек. Одна катушка питается электрическим током, проходящим через цепь, а другая — напряжением, приложенным к ней. Токовая катушка жестко закреплена, тогда как напряженная катушка прикреплена к маятнику. Когда электрическая цепь активна, магнитные силы, создаваемые токовой и напряженной катушками, взаимодействуют. Эти силы воздействуют на маятник, вызывая его движение. Магнитное притяжение от закрепленной токовой катушки работает, чтобы притянуть маятник обратно, создавая динамическое движение, которое напрямую связано с электрическими параметрами цепи. Это движение, в свою очередь, переводится в измерение суммарной потребленной энергии, с часовым механизмом, отслеживающим течение времени и коррелирующим его с входом электрической энергии.

Часовой счетчик (продолжение)

Магнитная сила, создаваемая катушками, оказывает притяжение на маятник, заставляя его качаться обратно к закрепленным токовым катушкам. Это действие инициирует взаимодействие между двумя маятниками. Когда один маятник движется вперед, другой испытывает замедление. Разница в колебательных движениях этих маятников служит индикатором потребленной электрической энергии. Точное измерение и анализ этих различий в движении маятников со временем позволяют часовому счетчику точно рассчитывать и отображать суммарную энергию.

Моторный счетчик

Моторный счетчик широко считается надежным и эффективным устройством для измерения электрической энергии, что делает его предпочтительным выбором во многих применениях. Структурно он состоит из трех основных компонентов, каждый из которых играет важную роль в его работе:

Рабочая система

Рабочая система моторного счетчика предназначена для создания момента силы, который прямо пропорционален электрическому току, протекающему через измеряемую цепь. По мере изменения тока изменяется и момент силы, создаваемый рабочей системой. Этот момент силы затем действует как движущая сила, приводя в движение подвижную систему счетчика. В сущности, рабочая система преобразует электрическую энергию от тока в механическую вращательную энергию, инициируя процесс измерения.

Тормозная система

Тормозная система выполняет важную функцию, создавая тормозной момент внутри счетчика. Этот тормозной момент прямо пропорционален скорости вращения подвижной системы. Механизм этого процесса включает генерацию вихревых токов. Когда вращающийся диск, расположенный в магнитном поле постоянного магнита, вращается, возникают вихревые токи. Взаимодействие между вихревыми токами и магнитным полем создает тормозной момент. Этот момент действует как противодействующая сила к движущему моменту от рабочей системы, обеспечивая стабильную и постоянную скорость вращения счетчика. Без эффективной тормозной системы подвижные части счетчика ускорялись бы неконтролируемо, что привело бы к неточным измерениям.

Система регистрации

Система регистрации отвечает за перевод вращательного движения подвижной системы в читаемое измерение потребления энергии. Подвижная система установлена на червячный вал. Серия колес, известная как цепь колес, соединена с червячным валом через шестерню. По мере вращения вала вследствие движущего момента от рабочей системы, колеса также вращаются. Вал оснащен стрелками, которые перемещаются по циферблатам, откалиброванным для отображения потребления энергии в различных единицах, таких как десятки, сотни, десятые и так далее. Это визуальное представление позволяет пользователям легко контролировать и записывать количество потребленной электрической энергии за определенный период.

В сравнении с часовыми счетчиками, моторные счетчики предлагают более экономичное решение. Сложный дизайн и требования к производству часовым счетчикам способствуют их высокой стоимости. В результате моторные счетчики стали прибором выбора в промышленных условиях, где требуется крупномасштабное и непрерывное измерение энергии. Их доступность, в сочетании с надежностью и точностью работы, делает их подходящими для требовательной среды промышленных применений.

Работа часового счетчика и детали моторного счетчика

Часовой счетчик

Магнитные силы, создаваемые катушками, оказывают притяжение на маятник, заставляя его качаться обратно к закрепленным катушкам. Это действие инициирует взаимодействие между двумя маятниками. Когда один маятник движется вперед, другой испытывает замедление. Различия в колебательных движениях этих маятников служат индикатором электрической энергии в цепи. Точное измерение этих различий в движении маятников позволяет часовому счетчику точно определять суммарную потребленную энергию за определенный период.

Моторный счетчик

Моторный счетчик широко используется для измерения энергии благодаря своей надежности и эффективности. Он состоит из трех интегральных компонентов, каждый из которых играет отдельную и важную роль в его функциональности:

Рабочая система

Рабочая система моторного счетчика разработана для создания момента силы, который прямо пропорционален электрическому току, протекающему через измеряемую цепь. Этот момент силы действует как движущая сила, приводя в движение подвижную систему счетчика. По мере изменения тока момент силы, создаваемый рабочей системой, соответственно изменяется, обеспечивая, чтобы движение счетчика точно отражало вход электрической энергии. В сущности, рабочая система преобразует электрическую энергию от тока в механическую вращательную энергию, инициируя процесс измерения энергии.

Тормозная система

Тормозная система выполняет важную функцию, создавая тормозной момент, который напрямую связан со скоростью вращения подвижной системы. Этот тормозной момент генерируется через индукцию вихревых токов. Когда вращающийся диск, находящийся в магнитном поле постоянного магнита, вращается, возникают вихревые токи. Взаимодействие между этими вихревыми токами и магнитным полем создает тормозной момент. Этот момент действует как противодействующая сила к движущему моменту от рабочей системы, поддерживая счетчик на стабильной скорости вращения. Без эффективной тормозной системы подвижные части счетчика ускорялись бы неконтролируемо, что привело бы к неточным измерениям энергии.

Система регистрации

Система регистрации отвечает за перевод вращательного движения подвижной системы в количественное и читаемое отображение потребления энергии. Подвижная система установлена на червячный вал. Серия колес, известная как цепь колес, соединена с червячным валом через шестерню. По мере вращения вала вследствие движущего момента от рабочей системы, колеса также вращаются. Вал оснащен указательными стрелками, которые перемещаются по откалиброванным циферблатам, отмеченным для отображения потребления энергии в различных единицах, таких как десятки, сотни, десятые и так далее. Это визуальное представление позволяет пользователям легко контролировать и записывать количество потребленной электрической энергии со временем.

Учитывая относительно высокую стоимость часовыми счетчиками, в основном из-за сложного дизайна и требований к производству, моторные счетчики стали прибором выбора в промышленных условиях. Их экономичность, в сочетании с возможностью предоставлять точные и стабильные измерения энергии, делает их подходящими для требовательных и крупномасштабных нужд промышленного мониторинга энергии.