Trei faze electrice

Trei faze electrice - este consumată dispozitiv de contorizare a energiei. Spre deosebire de varietatea obișnuită de tipuri și funcții. Acest lucru se datorează particularităților de încărcare nevoilor de producție.

Din istoria întrebării

Baza sistemului cu două faze cu trei faze stabilit Nikola Tesla. Contoare sunt proiectate în asemănarea instrumentului înregistrând un curent alternativ regulat. Schema depinde de interfața electrică. De exemplu, Tesla utilizate comutare de faze, cum ar fi aplicată în soclu de dinainte de război Germania (30) ani. Din cauza acestui contor au fost plasate în golul fiecărei faze sau folosite dublu. De asemenea aranjate trei faze contoare.

Diferența aici de la circuitul 220 este că curentul este capabil să curgă înapoi prin fir o fază adiacentă. Dar pentru a trece un neutru local, după intrarea în clădire nu este posibilă. De fapt, se bazează pe acest principiu de metri rezidențiale moderne. La intrarea în clădire este în valoare de trei faze. Singura planta in apartament, deoarece ar lua un al doilea pentru a pune o unitate separată. Prin urmare, proprietarii de case care au pe teritoriul contorului trei faze, trei faze este necesară pentru a livra.

Primii metri cu trei faze au fost concepute pentru motoare industriale și a apărut la începutul anilor '90 ai secolului al XIX-lea. Aceste produse sunt discutate mai jos, după ce descrie construirea de contoare monofazate, se utilizează principii similare.

metri monofazate

Necesitatea de a măsura energia petrecut a apărut odată cu apariția cererii în '70 ai secolului al XIX-lea. De atunci, principiul Electric a schimbat puțin. A fost consumată funcția de integrare energetică funcționează tensiune la curent la un interval de timp prestabilit, până la aparate încorporate. Nume stabilit imediat. Contoare au fost numite:

1. Ergometru.
2. Dzhoulmetr.
3. Energometr.
4. metru de putere.

Această din urmă Numele nu este în întregime în concordanță cu scopul, contorul măsoară energia, nu de putere. În cazul în care tensiunea este constantă, integrarea se bazează doar consumul de curent. Un astfel de tip simplificat de contoare a fost numit coulometer sau nivelmetru.

Dacă variabila curentă, nu puteți utiliza voltmetre convenționale, ampermetre, pentru a vedea valoarea. galvanometru Arrow să fie în mod continuu aruncat la marginile scalei. Cu toate acestea, oamenii au găsit modalități de a măsura parametrul dorit. La începutul secolului XX utilizate trei tipuri de dispozitive:

• contoare electroliză.
• Contor motorizate.
• contoare de timp.

Electroliza contra Edison

Punct de vedere istoric, aceasta este prima de a utiliza contoare, informații despre dispozitiv a devenit cunoscută publicului în 1881 de expoziția de la Paris. La acel moment, toate aparatele electrice utilizate acționate de o tensiune de curent continuu. Un număr incredibil de produse finite vândute în funcțiune. La începutul secolului XX, atunci când un curent alternativ a început să preia copii individuale a rămas în circulație. Principalele avantaje ale oțelului simplitate și fiabilitate.

Design-ul prezentat în figură, este format din două rezervoare cu sulfură de cupru, unde discurile de cupru livrate întărit pe mecanism doi umeri koromyselnogo. Principiul de funcționare este descrisă prin electroliză. Atunci când fluxurile de curent între plăci, primul dizolvat parțial la al doilea precipitat format din cupru. Când umărul începe să depășească mecanismul face următoarea crestătura de pe unitatea de energie consumată și schimbarea prin releul (aminteste motor koromyselny Joseph Henry, a se vedea. relee electromagnetice), direcția fluxului de curent.

Astfel, leagăn comite oscilații lente la dreapta și la stânga, până când Pavel scrie lecturi metru. Alternând dispozitiv similar de curent nu pot fi înregistrate. Curând au fost identificate deficiențele de proiectare similare:

1. Cu creșterea temperaturii, înotau precizia instrumentului, el a subestimat mărturia.
2. O a doua abundență de oțel dezavantaj al pieselor și a contactelor releului în mișcare.

modelul îmbunătățit (a se vedea. photo) nu diferea eleganță: este necesar să fie îndepărtată din soluție utilizată roțile, în greutate, pentru a determina cantitatea de energie cheltuite și pastă proaspătă. Dar a eliminat părțile aflate în mișcare, și fluxurile de curent într-o singură direcție. fluctuații termice sunt eliminate prin ajustarea soluției, care se schimbă rezistența la invers proporțional cu cupru. Ca urmare, efectul celor două substanțe se compensează reciproc.

AC a fost folosit din 1887 electrolitica contra Lowry Hall. Măsurarea a fost realizată pentru a schimba plăcile bateriei, incluse în circuitul de iluminat. Metal tolerat într-o anumită direcție, în greutate, determinată cu precizie cantitatea de energie consumată. Metoda nu a răspândit și are două dezavantaje distincte:

1. După baterie de lumină-off descarcă lent prin becuri spiralate și a schimbat greutatea metalului transferat.
2. Sa constatat că condițiile de creștere placă prezintă o dependență de frecvență pronunțată și de alți factori. Se consideră că este dificil de a realiza o precizie acceptabilă.

contor motorizat

Prima Contorul motorizat brevetat în 1882 de profesorii Ayrton și Perry, dar a suferit de frecare mecanică. Această limitare este depășită în contra-wați-oră Elihu Thomson. Principiul de funcționare se bazează pe curenții de inducție (Arago, Foucault). turatia arborelui de mici servo este proporțională cu consumul de curent. Datorită inducerii acționat în rotație disc de cupru asociat cu un mecanism numărabil. Este de remarcat că, datorită design-deliberată a direcției de deplasare a arborelui nu depinde de polaritatea tensiunii, dar dispozitivul are un prag mai mic înregistrat cel mai mare curent, din motive evidente.

Contor (patent US388003 A) Shollenbergera (14 august 1888), este diferită de o singură fază capota motor cu inducție aragaz. Special conceput pentru compania Westinghouse, care a lucrat Nikola Tesla. Bobina auxiliar (nu este vizibilă în termeni generali) ale statorului aranjate sub un anumit unghi pentru a evita structura agățat și specificați în mod unic direcția de rotație a arborelui. Ambele sunt conectate în serie de plumb. Ca design Thomson, contorul este destinat numai pentru AC. Pentru limita de viteză de rotație la capătul axei paletei 4 sunt fixate, care interacționează cu aerul atmosferic.

Renumit contra Wikipedia Ferranti inventat în 1884 și utilizează un contact mobil de mercur metalic, asemănarea de design pentru a Faraday prima jumătate a secolului al XIX-lea. Nu este prea sigură a dispozitivelor. Intrarea actuală în centrul castron, plasat orizontal între polii unui magnet permanent, și curgea spre partea în drum spre consumator. Datorită interacțiunii dintre câmpurile de mercur discoid și structura magnet ax rotativ mecanism cu palete numărabil. Mercury contact continuu mentinut inel metalic detașabil din cauza. Cu fiecare rotație ieftin de consum de kilowați-oră. Martorii oculari susțin că dispozitivul a fost utilizat pentru AC atunci când este necesar. Deși noi credem calea cea mai grea.

Counter Perry diferă de cel anterior - cilindru de cupru înlocuit cu mercur. colector curent sub forma unui inel. Dar mercurul este prezent în instrument, doar într-o măsură mai mică, formând contactul lichid.

Toate counter

Invenția se referă la contul Aron, în realitate respins de brevet german - un dispozitiv similar de brevet britanic Senna în condiții de izolare și Perry. Ideea nu a făcut, practic, util, astfel încât să ia în considerare primul eșantion de model în luna februarie 1883 dl autor. Shulberga.

Toate contorul nu este foarte diferit de cucului ceasuri. Partea superioară a pendulului este situată între cele două electromagneți, de schimbare a curentului cauzele de direcție „ceasuri“ du-te. Sistemul de rezonanță este reglat pentru a conta în mod corespunzător „timp“ - energie. Structura adaptată pentru AC și DC. Aparent, dând numele curent măsurii de kilowați-oră.

Design de la sfârșitul secolului al XIX-lea,

Produs de căutare autori arată că proiectarea de metri trei faze au apărut în câțiva ani, după o încercare eșuată Dolivo-Dobrovolsky scoate un brevet cu privire la utilizarea celor trei faze. După cum sa menționat în comentarii, inginerul a dovedit că eficiența de curent alternativ cu trei faze a celor două. Dar Nikola Tesla a demonstrat anterior că polifazic de invenție, iar brevetul nu este dat.

Primul metru trei faze

US500868 Patent A luat pe metru multifazic. Aceasta este prima mențiune a celor trei faze de capete de acuzare de dispozitiv găsite pe internet. Pe baza celor de mai sus, este imposibil să se afirme cu o probabilitate de 100%, care este primul metru cu trei faze, dar este un exemplu timpuriu al unui dispozitiv în prezentul context.

Multifază Termenul nu a aplicat întâmplător, au fost anterior deja în cursul contoarele două faze. În utilizarea științifică, multe consola - se referă la numărul de trei sau mai multe. Upotreblon pe termen lung în perfect acord cu standardele general acceptate.

Thomas Duncan a primit dreptul de a invenției 04 iulie 1893 (Ziua Independenței).

Aparatul este un contor trifazat bazat pe principiul care a fost folosit pentru un model cu o singură fază, patentat de autor un pic mai devreme (SUA 415 825, 21 decembrie 1891). De fapt, acesta este un motor de inducție, inventat de Tesla. Statorul are trei echidistant unul față de celălalt pe numărul de faze ale bobinelor (A, B, C), rotorul este realizat din cilindru metalic. Autorul scrie că provin din cupru, argint, fier - orice aliaj de metal cu conductivitate ridicată. Cerința este dictată de condițiile apariției curenților turbionari.

Cilindrul se rotește în câmpul electromagnet trei faze, conectate prin axa cu un mecanism numărabil nu este prezentat în figură. Axele bobinelor statorului sunt deplasate de la normal la tangenta cercului care este garantat pentru a face o direcție predeterminată de rotație a rotorului (câmp direcționat de-a lungul axei dincolo înfășurările unui arc neted). Principiul de funcționare al dispozitivului este diferit de la un motor de inducție, inventat de bazat teoria Arago Nicola Tesla (experimente Foucault):

1. Bobinele fază tensiune efectivă deplasată off uniform de 120 de grade.
2. Câmpul emergente în jurul bobinei induce curenți turbionari cilindru metalic (Arago) direcție astfel încât structurile se resping reciproc.
3. Statorul este fixat și întărit cu dur, rotirea rotorului începe.
4. Fiecare revoluție corespunde autorilor de o anumită cantitate de energie consumată.

Comunicarea dintre valorile este evidentă. Astăzi, pentru a schimba motorul de inducție viteza de rotație poate varia în funcție de tensiune. Acest lucru scade sau crește curent, iar tensiunea devine un factor secundar. În acest caz, tensiunea este constantă și este dată de furnizor de energie. Consumatorii incluse în serie cu cele trei bobine setul curent și, prin urmare, de putere. Din cele de mai sus îl solicită concluzia că prima numărătorul cu trei faze de dezavantaje inerente:

1. În primul rând, desigur, dispozitivul face o reactanță inductivă reactanță în circuit. Acest lucru este rău, înfășurarea motorului, în mod similar, actul exacerbează reciproc efect. Completând reciproc, bobine produce un unghi de fază mare, creșterea puterii reactive. La o anumită valoare a puterii motorului devine ineficientă.
2. Al doilea dezavantaj devine un fapt că autorul se presupune a fi un consum de energie uniformă în toate fazele. Acest lucru este evident, în caz contrar impuls se va bloca. funcționare Instabil a părții mecanice cu siguranță nu a contribuit la contul propriu-zis.
3. Un al treilea dezavantaj provine din considerente cu motor asincron. Pentru a opera curenții de inducție este necesar să apară numai în cazul în care diferența de câmp învârtitor de viteză (US - 60 Hz) și stator. Autorul ar trebui să facă cilindru în formă de magnet cu trei poli a minereului de fier. Dispozitivul va fi rotit, indiferent de curenți turbionari. Complexitatea rămâne: câmpul ar tinde să-l inversa rotorului magnetizare.

Thomas Duncan, aparent conștienți de aceste neajunsuri. Scrie în textul care a declarat pe desenele de construcție nu sunt considerate implementări de succes ale ideilor sale rămân, care nu sunt prezentate în schițele - pentru a evita plagiat și furtul de idei. În același timp, Duncan a spus despre posibilitatea calculării ratei de patru sau mai multe faze. Numele Locul de amplasare derivă direct de brevet.

Design Shollenbergera

metri monofazate Shollenbergera dat cu bună știință atât de mult atenția. Lucrând pentru o companie Westinghouse, inventator sa mutat în mod inevitabil la desene pentru uz industrial: două faze ale Nikola Tesla și trei - Dolivo-Dobrovolsky. În US531866A brevet prevede în mod explicit că procedura are ca scop industrie. Dar, în același timp, statele inventator înțelept care nu utilizează este interzisă în casă.

Textul brevetului publicat o ianuarie 1895. Autorul a pretins că a descoperit un model: în cazul în care ați pus-o bobină alimentată cu curent alternativ în celelalte două, tensiunea de alimentare aceeași frecvență, cuplul este dependentă de un număr de variabile. Aceasta determină viteza sau unghiul de sistem de deviere în funcție de parametrii:

1. Intensitatea câmpului magnetic al bobinelor.
2. Sinus diferenței unghiul dintre fazele tensiunii de alimentare.

Pe baza acestui fapt, și a construit Shollenberger contra. Conceput pentru a lucra în tandem cu motor de curent alternativ Nikola Tesla, dar autorul a găsit rapid modalități de a extinde domeniul de aplicare al invenției.

Pe partea de ecran descrie contra bifazic, autorul arată că bobina statorului se poate roti în cutie și deviată de un anumit unghi. În primul caz, este convenabil să se utilizeze un mecanism de contor conectat în al doilea - de a folosi mana si fata. Acest lucru vă permite să înregistrați simultan procesul vizual și să evalueze cheltuită de kilowați-oră.

Trebuie remarcat faptul că nu este necesar să se utilizeze o rotație în structuri. Unii lucrează pe principiul superpoziției (forte de adiție vector) câmpuri. Figura prezintă cele mai multe opțiuni. Fields schimbă sincronă în timp, indicatorul bruiaj apreciabil, și eficiența dispozitivului depinde în mare măsură de soliditatea proiectarea părții mecanice (inerție a cadrului mobil). Cu toate acestea, similar spune despre senzori de presiune macazuri de orice cazan.

Charles Terry și Wesley Carr a depus mărturie fapt depunerea de brevet 15 septembrie 1894, dar construcția Acesta a relevat un defect grav: autorul refuză să accepte faptul că fazele de consum este inegale. Cu toate acestea, a luat în considerare Shollenberger în cazul designului rotativ, care oferă viitorilor ingineri indiciu de schimbare în proiectarea.

pseudophases

Un brevet 796 368 a fost considerată a fi de aproape 9 ani, fiind declarat 21 noiembrie 1896. Lucrul în compania Edison și Thomson, autorul a fost interesat legitim în DC. Brevetul de invenție este de curent alternativ, care este contrar intereselor proprietarilor de General Electric. Prin urmare, deținătorii drepturilor de autor ar putea intra în contact cu Biroul și cere să dețină publicare. Când Tesla a luat și a început să construiască un turn Vordenklif, DC a devenit în sine outlive. Prin 1905 a devenit clar că lumea nu va mai fi la fel din nou. Apoi, brevete și publicate.

Design Charles Steinmetz este remarcabil, aici pentru prima dată introduce conceptul de lichidare de start. Alternând contra prezentat în figuri, este motorul de inducție cu reproducere pol datorită schimbării fazei. Element reactiv nu a început condensator, la fel ca în versiunile moderne, și îneca. Iar schimbarea pozitivă și negativă de tensiune de fază este utilizat pentru a crea un câmp magnetic rotativ.

Pur și simplu: tensiunea condensatorului se situează curentul și inductanța la - înainte. Ambele pot fi utilizate defazajului. Se pare că valorile de intrare sunt aceleași, dar în mod artificial împărțit pentru posibilitățile de măsurare ca o singură fază compresor frigider modernă. Deci, faza una, completată în mod artificial creat pseudophase.

Dezavantajele aparente: trecerea de o construcție similară, curentul diverge la tensiunea de la un unghi decent. Factorul de putere este departe de a fi ideal. O versiune modernă a unui condensator este mult mai bine, dar de risc care să sugereze faptul că subiectul rămâne neexplorat la momentul depunerii brevetului. În 1896, nu au existat alte condensatoare, cu excepția borcane Leyden. Alte modele nu au fost disponibile pentru inventatori în masă. Tesla Coil cu caracteristici capacitive pronuntate servesc doar pentru a compensa autoinducție a proprietăților care nu sunt potrivite pentru nevoile acestei clase de dispozitive.

Descrieți principiul de funcționare nu este necesară, este schema comună. În loc de condensator pentru a porni motorul de inducție inductanța utilizată (pentru a crea o schimbare de fază). Să adăugăm că, după accelerația arborele începe în mod normal, bobinaj oprit, astfel încât să nu facă componenta reactivă a consumului. În 1896, părea imposibil, din motive evidente: releu puskozaschitnoy nu este utilizat în cantități mari, se pare dificil să le setați atât de mică putere de proiectare scop specific.

transformatoare de curent

George Hummel construcția a două picături de apă seamănă cu un modern de idei metru de așteptare. US Patent No. 633 695 A arată că, chiar și la sfârșitul anului 1897 creatorul cunoscut consumul inegal în trei faze. Construcția primul care a folosit un circuit de comutare asimetric: transformatoare de curent ia interfazei pentru evaluare.

Acest sistem izolat neutru, contorul funcționează bine. Se atrage atenția asupra partea executivă a mecanismului. Acest motor cu poli implicite formate din miezul laminat circuitului magnetic. Pentru faze rotative (!) Cu ajutorul unuia dintre cele două înfășurări (a se vedea. subtitlu anterior). Ca rezultat, o singură fază creează un câmp magnetic rotativ și permite contorului la vânt kilowați-oră.

Semnalul de îndepărtare a materialului de circuit este dată în figura care arată identitatea ideii versiunilor moderne. Și precursor trei faze se crede wattmetru unde bobina cu tensiune perpendicular curentului bobinei, iar valorile sunt îndepărtate prin intermediul transformatoarelor. Diferența fundamentală între - Hummel operează valori liniare și contoare moderne - faza (până la neutru).

nuanțe mici sunt indicate în textul care însoțește brevetul. De exemplu, este scris că trecerea de faza a înfășurării nu este de 90, dar numai 30 de grade. Prin urmare, polii sunt situate, respectiv. defazaj mică datorită prezenței rezistenței relativ mari înfășurării activă și dificultatea de a obține inductanță ridicată.

Nu există nici mai mult sens pentru a atinge brevete, baze de măsurare a consumului de energie sunt prezentate. Rămâne doar pentru a vedea modul în care trei faze electrice de tip modern.

Electronice contoare trifazate

Astăzi, contor electronic controlat de un microcontroler. Pe Internet, distribuite în circuitul de comutare MSP430F449 cip. Este ușor de observat - este în sens antiorar, cu un cristal pe 32.768 kHz. În timp ce căpușe „mecanism“, convertorul analog-digital preia valorile trei transformatoare de curent și detectează tensiunea fiecărei faze. Pentru susținerea concluzia este neutru, nu este prezentat în figură.

Informații binare sunt furnizate microcontroler, care produce multiplicarea variabilelor și integrarea lor în timp utilizând frecvența rezonator de cuarț. Cat este mai mic intervalul de eșantionare a circuitului electronic, citirile mai precise. În acest caz, eroarea este mult mai puțin de o sutime de procente, ceea ce este suficient pentru aplicații tipice. Contor Prezentate calculează cu ușurință puterea activă și reactivă, producând transformarea Fourier, sau cu ajutorul altor algoritmi.

Al doilea factor care afectează precizia este bit-analogic la digital convertor. Cu cât este, mai puțin erori și mai multe echipamente de mare viteză de așteptat. Deoarece principiul digitizării de obicei, închise într-o creștere treptată a comparatorului de tensiune și comparând-o cu valoarea de intrare. Forma de undă se aseamănă cu un pas scara în cazul în care se termină comparatorului decide că a atins nivelul cerut.

avantaj de electronice în posibilitatea de procesare digitală, care depinde numai de viteza de ceas de frecvență și microcontroler de performanță. Acest nucleu primul bit, care este acum luptă pentru sistemele de operare din lume, al doilea - o diagramă de circuit a arhitecturii procesorului.

Din aceasta trebuie să se deducă faptul că principiul de calcul a capacității nu este prea mult sa schimbat în ultimii 150 de ani de la momentul de provocări pentru ingineri (in primul rand Edison). Sistemele moderne sunt mai precise, primul model ia în considerare numai curent, nu se angajeze în multiplicare. Iar dacă încărcați o baterie de 12 volți, prin primele contoare de energie se poate obține o figură fantastică.

Acest lucru se aplică tipurilor de dispozitive discutate mai sus. Ei folosesc un flux magnetic sau rata de electroliză, în funcție numai de valoarea curentă. Avansat ADC este mai ușor de măsurat tensiunea. În special, intrările de curent sunt de înaltă rezistență divizor de tensiune. Că nu există nici o alternativă, senzori Hall sensibili la acest stadiu de dezvoltare a utilizării tehnologiei nu este profitabilă.