В этой статье я расскажу и покажу на фото, как устроен электрический счетчик. Для примера разберём (вскроем) счетчик «Энергомера» ЦЭ 6807 П производства Ставропольского концерна «Энергомера». Как выглядит счетчик — на фото.
Счетчик «Энергомера», внешний вид
Счетчик «Энергомера» ЦЭ6807П — один из самых простых по конструкции, тем легче будет рассмотреть его устройство.
Как меряет энергию электрический счетчик
Как всегда, сначала — немного теории, так сказать вступительное слово.
Прежде всего — счетчик отличается от всех остальных домашних электрических устройств тем, что он включен ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО со всеми приборами. То есть, через него проходит весь ток, который он учитывает. Ну а если ток проходит не весь, то это очень не нравится контролирующим органам энергонадзора.
Как это бывает — в статье «Кража электроэнергии или левый отвод в домашней проводке» и обсуждении к ней.
Ток проходит в счетчике через специальный калиброванный шунт с определённым сопротивлением (сотые доли Ома). По закону Ома на проводнике, через который проходит ток, образуется напряжение, прямо пропорциональное току и сопротивлению:
U = IR
Этим напряжением однозначно определяется ток. Напряжение измеряется, и значит ток тоже становится известен, косвенным образом.
Дальше происходит вот что, главное не запутаться в терминах и единицах измерения.
Мощность, потребляемая приборами в квартире, равна току, умноженному на напряжение:
P = IU
Но как узнать, сколько мощности «съели» электроприборы? Для этого мощность умножают на время, получают электрическую энергию:
E = IUt
За единицу измерения электрической энергии, которая показывает, сколько киловатт прошло через счетчик в течение часа приняли киловатт в час, сокращённо — кВтчас
Строго говоря, энергию правильней измерять в Джоулях, как нас этому учили в школе, но исторически прижилась единица измерения кВтчас. Писать нужно именно с точкой, как например полная электрическая мощность измеряется в ВА.
Часто неправильно пишут — квт/час, квт — час, или даже просто квт. Такая путаница могла бы не произойти, если бы для единицы электрической придумали бы какую-нибудь единицу. Например, Электроджоуль. Или назвали бы именем какого-нибудь другого ученого.
А реализуется учёт и индикация этих «Электроджоулей» путем нехитрых электрических преобразований и устройств. Рассмотрим их ниже.
Как устроен счетчик
Устройство однофазного электрического счетчика прямого включения Энергомера сейчас будет хорошо видно на фотографиях. Напоминаю, его внешний вид — на первом фото статьи.
Счетчик мне достался исправный, мне его подарили, поскольку там, где он стоял, сменился собственник помещения, и нового владельца обязали поменять счетчик.
На счетчике обычно стоят 2 пломбы, одна защищает от несанкционированного доступа клеммы счетчика, вторая — электронную схему счетчика. Этих пломб на моём счетчике уже нет.
Снимаем крышку, видим клеммы
Рассмотрим подробнее клеммы.
Клеммы счетчика
Клеммы зажимные, хорошо держат зачищенный провод на всём его протяжении.
Теперь самое интересное — вскрываем корпус счетчика:
Счетчик «Энергомера». Снятая передняя панель
Счетчик «Энергомера». Снятая крышка, фото 2
Достаём потроха внутренности и видим, что электрическая схема счётчика состоит их трёх основных частей:
Вынимаем внутренности счетчика
Это 1) шаговый двигатель, на оси которого закреплены циферки, 2) плата с контроллером и 3) входные клеммы. Как видно, всё китайское (надеюсь, кроме клемм), поэтому и цена такому счетчику 650-750 руб.
Клеммы и плата с контроллером. Всё перевёрнуто, поэтому фазные клеммы счетчика — справа, нулевые — слева, не так как мы привыкли видеть.
Белый и зеленый проводОчки — это выход измерительного шунта. Того самого шунта, на котором «оседает» напряжение, пропорциональное току через фазные клеммы. Это напряжение поступает на входы платы КТ1 и КТ2 и подается на обработку контроллеру.
Также с фазной клеммы берется питание для контроллера, это желтый проводок. Питание — бестрансформаторное, через конденсатор, выпрямитель и стабилизатор 5VDC.
Нулевая клемма используется для того, чтобы брать второй полюс для питания счетчика. А ещё для того, чтобы обеспечить соединение, и чтобы ограничить злоумышленные схемы включения счетчика.
С выхода платы контроллера через точки М1.1 и М1.2 поступают импульсы на шаговый двигатель. Тот самый, который тормозят с помощью магнита. Частота импульсов пропорциональна току и дополнительно индицируется светодиодом.
Про шаговый двигатель рассказано у меня в блоге в статье про ремонт станка на контроллере.
Этот светодиод используют для проверки и поверки счетчика. Подсчитывают количество импульсов за (например) 5 минут и смотрят на правильность показаний на передней панели.
В контроллере зашита программа, которая вырабатывает импульсы для работы шагового двигателя.
Кстати, программу можно изменить, умельцы это делают. Тем самым можно уменьшить показания счетчика на 30-50%.
Вот фото печатной платы счетчика немного крупнее:
Клеммы и плата с контроллером
Из каких деталей собрана схема счетчика
Как видно на фото, схема электрического счетчика «Энергомера» очень простая, основа схемы — микроконтроллер, который всем управляет.
На фото плохо видны детали, поэтому переписал некоторые номиналы.
Шаговый двигатель (регистратор):
Шаговый регистратор счетчика. Купить такой можно через китайский сайт meter-counters.com. Именно этот регистратор намагничивают и останавливают счетчик.
- Стабилизатор на 5 Вольт 7805;
- PIC-контроллер MPC 3905A;
- Опторазвязка для выхода на телеметрию (дистанционное снятие показаний) PC817C;
- Кварц на 3,579545 МГц.
Инструкция к счетчику «Энергомера»
Ниже приведена инструкция на счетчик «Энергомера» ЦЭ6807, который рассмотрен в статье. Там приведены все параметры, схема подключения, а также устройство и принцип работы счетчика по версии производителя.
Счетчик «Энергомера», инструкция 1
Счетчик «Энергомера», инструкция 2
Счетчик «Энергомера», формуляр 1
Счетчик «Энергомера», формуляр 2
Была ещё такая бумажечка, чтобы правильно писали показания:
Цифры показания счетчика
По правилам, цифра, обозначающая доли киловатт часа, должна быть обязательно выделена графически. Что и выполняется, смотрите фото счетчика в корпусе.
Источник: Александр/СамЭлектрик.ру
