Drie-fase Electric

Driefasige elektrische - wordt verbruikt energie doseerinrichting. Anders dan de gebruikelijke verschillende soorten en functies. Dit is te wijten aan de eigenaardigheden van het opladen van productie-eisen.

Uit de geschiedenis van de vraag

De basis van de driefasige tweefasensysteem vastgesteld Nikola Tesla. Tellers zijn ontworpen in de gelijkenis van het instrument tot registratie een gewone wisselstroom. De regeling is afhankelijk van de elektrische interface. Bijvoorbeeld Tesla gebruikt schakelfasen zoals toegepast in de holtevoorvorm war Germany (30) jaar. Door deze teller geplaatst in de opening van elke fase, of gebruikt dubbel. Eveneens aangebracht driefasige tellers.

Het verschil van het circuit 220 dat de huidige staat is terug door de draad stroomt een aangrenzende fase. Maar om een ​​lokale neutrale pas na het invoeren van het gebouw is niet mogelijk. Eigenlijk is het op basis van dit principe van de moderne woonwijk meter. Bij de ingang van het gebouw is de moeite waard drie fasen. De enige fabriek in het appartement, want het zou een tweede naar een afzonderlijke eenheid te zetten. Daarom huiseigenaren die op het grondgebied van de drie-fase drie-fase meter is nodig om te leveren.

De eerste drie-fase meters zijn ontworpen voor industriële motoren en verscheen in het begin van de 90-er jaren van de negentiende eeuw. Deze worden onderstaand beschreven na de beschrijving van de constructie van eenfasige meters, worden gelijkaardige principes gebruikt.

Single-fase meter

De noodzaak om de energie besteed meten ontstond met de opkomst van de vraag in de 70-er jaren van de negentiende eeuw. Sindsdien is het principe van de Electric weinig veranderd. Was verbruikt energie integratiefunctie werkt spanning aan de stroom bij een voorafbepaald tijdsinterval, tot opgenomen apparaten. Naam onmiddellijk afgewikkeld. Tellers werden genoemd:

1. Ergometer.
2. Dzhoulmetr.
3. Energometr.
4. Power meter.

De laatste naam niet geheel in overeenstemming met een doel, de teller meet de energie, geen stroom. Als de spanning constant, integratie steunt alleen de huidige consumptie. Een dergelijke vereenvoudigde type toonbanken werd coulometer of niveaumeter genoemd.

Als de huidige variabele, kunt u geen gebruik van conventionele voltmeters, ampèremeters, om de waarde te zien. Arrow galvanometer continue beroering aan de randen van de schaal. Toch hebben mensen manieren om de gewenste parameter te meten gevonden. Aan het begin van de twintigste eeuw gebruikte drie soorten apparaten:

• Elektrolyse counters.
• Gemotoriseerde teller.
• Tijdtellers.

Elektrolyse teller Edison

Historisch gezien, dit is de eerste die de tellers te gebruiken, informatie over het apparaat werd bekend bij het publiek in 1881 door de beurs van Parijs. Op dat moment, alle gebruikte elektrische apparaten die worden aangedreven door een gelijkspanning. Een ongelooflijk aantal van afgewerkte producten die worden verkocht in werking is. Aan het begin van de twintigste eeuw, toen een wisselstroom begon te besteden aan individuele exemplaren in omloop. De belangrijkste voordelen van staal eenvoud en betrouwbaarheid.

De in de figuur ontwerp bestaat uit twee tanks met kopersulfide, waarbij koper verzonden schijven versterkte twee schouders koromyselnogo mechanisme. Het werkingsprincipe is beschreven door elektrolyse. Wanneer stroom vloeit tussen de platen, de eerste gedeeltelijk opgelost in het tweede neerslag gevormd uit koper. Wanneer de schouder begint te opwegen tegen het mechanisme maakt de volgende inkeping op de verbruikte energie-eenheid en verandering door het relais (herinnert koromyselny motor Joseph Henry, te zien. Elektromagnetische relais), de richting van de stroom.

Zo swing plegen langzame oscillaties naar rechts en naar links tot de meterstanden schrijft. Wisselstroom soortgelijke inrichting kan niet worden geregistreerd. Binnenkort zal de tekortkomingen van een vergelijkbaar werden geïdentificeerd:

1. Met de stijgende temperatuur, de nauwkeurigheid instrument zwom, hij onderschat de getuigenis.
2. Een tweede nadeel staal overvloed aan bewegende delen en relaiscontacten.

Verbeterde model (zie. foto) verschilden niet elegant: vereist van de oplossing gebruikte wielen te verwijderen, op gewichtsbasis, de hoeveelheid verbruikte energie en verse pasta naar buiten komt. Maar elimineerde de bewegende delen en de stroom in een enkele richting. Thermische fluctuaties worden geëlimineerd door instelling van de oplossing, dat resistentie omgekeerd evenredig verandert met koper. Daardoor worden de effecten van de twee stoffen elkaar gecompenseerd.

AC is gebruikt sinds 1887 elektrolytische teller Lowry Hall. De meting werd uitgevoerd om de accuplaten, in het verlichtingscircuit veranderen. Metaal getolereerd in een bepaalde richting, in gewicht nauwkeurig bepaalde hoeveelheid verbruikte energie. De methode niet verspreiden en heeft twee verschillende nadelen:

1. Na light-off batterij langzaam ontladen tot spiraalvormige lampen en veranderde de overgedragen metaalgewicht.
2. Gevonden werd dat de plaat groeiomstandigheden vertonen een uitgesproken frequentieafhankelijkheid, en andere factoren. Het vindt het moeilijk om voldoende nauwkeurigheid te bereiken.

gemotoriseerde teller

De eerste gemotoriseerde teller gepatenteerd in 1882 van prof Ayrton en Perry, maar leed aan mechanische wrijving. Deze beperking wordt overwonnen in de contra-watt-uur Elihu Thomson. Het werkingsprincipe is gebaseerd op de inductiestromen (Arago, Foucault). schachtsnelheid van kleine servo evenredig stroomverbruik. Veroorzaakt door inductie aangedreven roterend koperen schijf gekoppeld aan een telbaar mechanisme. Het is opmerkelijk dat door opzettelijke ontwerp van de bewegingsrichting van de as is niet afhankelijk van de polariteit van de spanning, maar de inrichting een onderdrempel hoogst gemeten stroom voor de hand liggende redenen.

Teller (octrooi US388003 A) Shollenbergera (14 augustus 1888) verschilt van een eenfase inductiemotor afzuigkap. Speciaal ontworpen voor het bedrijf Westinghouse, dat Nikola Tesla werkte. De hulpspoel (niet zichtbaar in het algemeen) van de stator onder een hoek te vermijden opknoping structuur en uniek geef de draairichting van de as. Beide zijn in serie leiden. Omdat het ontwerp Thomson's, wordt de meter alleen bedoeld voor AC. Draaibaar maximumsnelheid op de as van het lint 4 zijn bevestigd, interactie met atmosferische lucht.

Bekend Wikipedia teller Ferranti uitgevonden in 1884 gebruikt een beweegbaar contact van metallisch kwik, het ontwerp gelijkenis met de eerste helft XIX faraday. Het is niet al te veilig van de apparaten. De huidige ingang in het midden van de kom, horizontaal geplaatst tussen de polen van een permanente magneet, en stroomde de zijde weg naar de consument. Vanwege de interactie van velden discoïde kwik en magneetstructuur rotatieas telbaar schoepmechanisme. Kwik continu contact onderhouden vanwege verwijderbare metalen ring. Bij elke rotatie van de consument cheat kilowattuur. Ooggetuigen beweren dat het toestel werd gebruikt voor de AC wanneer nodig. Hoewel we geloven dat de harde manier.

Perry teller verschilt van de vorige - kwik vervangen kopercilinder. Stroomafnemer in de vorm van een ring. Maar kwik aanwezig in het instrument slechts in mindere mate, die de vloeistofcontact.

alle teller

De uitvinding heeft betrekking op de rekening Aron, in werkelijkheid Duitse octrooischrift verworpen - soortgelijke inrichting bevatte Britse octrooischrift Senna en Perry. Het idee niet praktisch bruikbaar, dus overweeg het eerste model monster in februari 1883 in de heer auteurschap. Shulberga.

Al de teller is niet erg verschillend van de klokken koekoek. De bovenkant van de slinger is gelegen tussen de twee elektromagneten, "horloges" de huidige richting verandert oorzaken gaan. Het resonerende systeem is afgestemd op de juiste telling van de "tijd" - energie. Structuur aangepast voor AC en DC. Blijkbaar, waarin de naam van de huidige maat kilowattuur.

Het ontwerp van de late negentiende eeuw,

Geproduceerd door de auteurs onderzoek toont aan dat het ontwerp van de drie-fase meter verscheen in een paar jaar na een mislukte poging Dolivo-Dobrovolsky het afsluiten van een patent op het gebruik van de drie fasen. Zoals vermeld in de beoordelingen, de ingenieur bewezen dat de drie-fase AC efficiëntie van de twee. Maar Nikola Tesla eerder bewezen dat het meerfase onderhavige uitvinding en het octrooischrift niet gegeven.

De eerste driefasenstroommeters

Octrooi US500868 A taken on multifasemeter. Dit is de eerste vermelding van de drie-fase apparaat tellingen vinden op het internet. Gebaseerd op het voorgaande, is het onmogelijk vast te stellen met een kans van 100%, die de eerste driefasenstroommeters, maar is een vroeg voorbeeld van een inrichting in de onderhavige context.

De term multifase toegepaste niet toevallig voorheen reeds tijdens het tweefasige tellers. In wetenschappelijk gebruik, veel console - verwijst naar het aantal van drie of meer. De term upotreblon in perfecte overeenstemming met de algemeen aanvaarde normen.

Thomas Duncan kreeg recht om de uitvinding 4 juli 1893 (Independence Day).

De inrichting is een driefasenstroommeters gebaseerd op het principe dat is gebruikt voor een enkelfasige model, gepatenteerd door de auteur iets eerder (US 415 825, 21 december 1891). In feite is een inductiemotor, uitgevonden door Tesla. De stator heeft drie op gelijke afstand van elkaar op het aantal fasen spoelen (A, B, C), de rotor is vervaardigd uit metalen cilinder. De auteur schrijft die uit koper, zilver, ijzer - een metalen legering met hoog geleidingsvermogen. De eis wordt bepaald door de voorwaarden van het optreden van wervelstromen.

De cilinder roteert in elektromagnetische veld drie fasen, verbonden via de as met een telbaar mechanisme niet in de figuur getoond. De assen van de statorspoelen zijn verplaatst vanuit het loodrecht op de raaklijn aan de cirkel die gegarandeerd een voorafbepaalde draairichting van de rotor (veld gericht langs de as buiten de wikkelingen van een zachte boog) te maken. Het werkingsprincipe van de inrichting anders dan een inductiemotor, uitgevonden door Nicola Tesla gebaseerd Arago theorie (Foucault experimenten):

1. De spoelen effectieve spanning faseverschoven off gelijkmatig 120 graden.
2. De opkomende veld rond de spoel induceert wervelstromen metalen cilinder (Arago) richting zodat de structuren elkaar afstoten.
3. De stator is bevestigd en versterkt met harde, roteren van de rotor begint.
4. Elke omwenteling correspondeert met de auteurs van een bepaalde hoeveelheid energie verbruikt.

Communicatie tussen de waarden voor de hand. Vandaag de inductiemotor draaisnelheid kan de spanning variëren veranderen. Dit verlaagt of verhoogt de stroom en de spanning wordt een secundaire factor. In dit geval is de spanning constant en wordt bepaald door de energieleverancier. Een consument die in serie met de drie spoelen instelstroom en daarmee kracht. Uit het bovenstaande stelt zij de conclusie dat de eerste drie-faseteller inherente nadelen:

1. Allereerst uiteraard de inrichting maakt een reactantie inductieve reactantie in het circuit. Dit is slecht, de motorwikkeling act op soortgelijke wijze onderling verergeren effect. Elkaar aanvullen, spoelen van grote fasehoek, waardoor het blindvermogen. Bij een bepaalde waarde van het motorvermogen wordt ineffectief.
2. Het tweede nadeel is steeds een feit dat de auteur wordt verondersteld uniform energieverbruik in alle fasen. Dit ligt voor de hand, anders momentum zal kraam. Onstabiele werking van het mechanische deel zeker niet bijdragen aan de juiste account.
3. Een derde nadeel vloeit voort uit overwegingen asynchrone motor. De inductiestromen werking behoeft slechts sprake wanneer het verschil in rotatiesnelheid veld (US - 60 Hz) en de stator. De auteur dient de cilinder te maken in de vorm van drie-polige magneet van ijzererts. De inrichting zou worden gedraaid ongeacht wervelstromen. Complexiteit blijft: het gebied zou neigen om te keren magnetisatie rotor.

Thomas Duncan, blijkbaar bewust van deze tekortkomingen. Schrijft in de tekst die vermeld op de bouwtekeningen worden niet beschouwd als succesvolle implementaties van zijn ideeën blijven, die niet worden getoond in de schetsen - met het oog op plagiaat en diefstal van ideeën te vermijden. Tegelijkertijd genoemde Duncan de mogelijkheid van berekening van het vier of meer fasen. Locatie naam is afgeleid direct octrooi.

ontwerp Shollenbergera

Single-fase meters Shollenbergera bewust opgegeven zoveel aandacht. Werken voor een bedrijf Westinghouse, uitvinder onvermijdelijk verplaatst naar de ontwerpen voor industrieel gebruik: twee fasen van Nikola Tesla en drie - Dolivo-Dobrovolsky. In US531866A States Patent uitdrukkelijk dat de procedure is gericht op de industrie. Maar op hetzelfde moment verstandig uitvinder staten die geen gebruik is verboden in het huis.

Tekst van de gepubliceerde 1 januari 1895 octrooi. De auteur beweerde een patroon ontdekt: als een spoel gevoed met wisselstroom in de andere twee er de voedingsspanning dezelfde frequentie koppel is afhankelijk van een aantal variabelen. Dit bepaalt de snelheid of afbuighoek systeem als functie van de parameters:

1. Magnetische veldsterkte van de spoelen.
2. Sinus van de hoek tussen de voedingsspanning fasen.

Op basis van dit feit, en bouwde Shollenberger teller. Ontworpen om in tandem met wisselstroommotor Nikola Tesla, maar de auteur snel gevonden manieren om de beschermingsomvang van de uitvinding te verlengen.

Aan de schermzijde toont bifasische teller toont de auteur dat de statorspoel draaibaar in de doos en afgebogen door een bepaalde hoek. In het eerste geval is het handig om een ​​verbinding telmechanisme gebruik in de tweede - hand en het gezicht te gebruiken. Dat kunt u tegelijkertijd het proces visueel vast te leggen en te evalueren opgebruikte kilowattuur.

Opgemerkt wordt dat het niet noodzakelijk een rotatie in structuren gebruiken. Sommige werken op het principe van superpositie (vector toevoeging sterktes) velden. De figuur toont de meeste opties. Velden wijzigen synchroon in de tijd, wijzer jitter aanzienlijk, en het rendement van de inrichting sterk afhankelijk van de deugdelijkheid van het ontwerp van het mechanische deel (traagheid van het beweegbare frame). Overeenkomstige vonden wissels druksensoren van elke ketel.

Charles Terry en Wesley Carr getuigden feit indienen patent 15 september 1894, maar de bouw Het bleek een ernstige fout: de auteur weigert aan het feit dat de fasen van de consumptie is te accepteren ongelijk. Het duurde echter rekening gehouden Shollenberger in het geval van roterende ontwerp, dat geeft toekomstige ingenieurs hint van veranderingen in het ontwerp.

pseudophases

Een octrooi 796 368 werd overwogen bijna 9 jaar, wordt verklaard 21 november 1896. Werken in het gezelschap van Edison en Thomson, de auteur was geïnteresseerd gevestigde in DC. Het patent is voor AC, die in strijd is met de belangen van de eigenaren van General Electric. Daarom kan auteursrechthebbenden contact opnemen met het bureau te krijgen en vragen om publicatie te houden. Wanneer Tesla opgepikt en begon een toren Vordenklif bouwen, DC werd overleven zelf. 1905 werd duidelijk dat de wereld niet meer hetzelfde zal zijn. Dan, octrooien en gepubliceerd.

Charles Steinmetz ontwerp is opmerkelijk, hier voor het eerst introduceert het concept van start liquidatie. Afwisselend teller weergegeven in de figuren, is de inductiemotor met statief voortplanting als gevolg van verschuiving fase. Reactief element niet beginnen condensator, zoals in moderne versies, en stikken. En de positieve en negatieve spanning faseverandering wordt gebruikt om een ​​roterend magnetisch veld te creëren.

Eenvoudig: de condensatorspanning loopt de stroom en inductie bij - vooruit. Zowel de faseverschuiving kan worden gebruikt. Het blijkt dat de waarden worden hetzelfde, maar kunstmatig verdeelde voor het meten mogelijkheden als moderne enkelfasige compressorkoelkast. Zo werd de eerste fase aangevuld kunstmatig gecreëerde pseudophase.

De nadelen duidelijk: het passeren van een soortgelijke constructie, de stroom divergeert om de spanning in fatsoenlijke hoek. Power factor is verre van ideaal. Een moderne versie van een condensator is veel beter, maar venture op te suggereren dat het onderwerp onontgonnen op het moment van indiening van het octrooi blijft. In 1896 waren er geen andere condensatoren, met uitzondering van de Leidse flessen. Andere ontwerpen waren niet beschikbaar voor uitvinders in de massa. TeslaCoil met uitgesproken capacitieve eigenschappen dienen ter compensatie van de zelfinductie van de eigenschappen die niet zijn aangepast aan de behoeften van deze apparaatklasse.

Beschrijf het principe van de operatie niet nodig is, is het gebruikelijk schema. In plaats van de condensator de inductiemotor gebruikte inductie beginnen (een faseverschuiving te creëren). Laat ons toe te voegen dat na de as versnelling normaal beginnen wikkeling uitgeschakeld om te voorkomen dat de reactieve component in de consumptie te maken. In 1896, leek het onmogelijk voor de hand liggende redenen: puskozaschitnoy relais wordt niet in grote hoeveelheden gebruikt, lijkt het moeilijk hen zo low-power design specifiek doel in te stellen.

stroomtransformatoren

George Hummel bouw van twee water druppels lijkt op een moderne meter enscenering ideeën. US octrooi 633 695 A toont dat zelfs bij het einde van 1897 de maker wist de ongelijke consumptie in drie fasen. De constructie van de eerste die een asymmetrische schakelketen gebruiken: stroomtransformatoren nemen interfase te evalueren.

Deze regeling geïsoleerd neutraal, de teller werkt goed. De aandacht wordt gevestigd op de uitvoerende deel van het mechanisme. Deze motor met impliciete polen gevormd door de gelamineerde kern van de magnetische kring. Voor het roteren van fasen (!) Door een van de twee wikkelingen (zie. vorige ondertiteling). Hierdoor enkele fase ontstaat een roterend magnetisch veld en kan de meter kilowattuur wind.

De schakeling materiaalverwijdering wordt gegeven in de figuur toont de identiteit van het idee van de moderne versies. Driefasige precursor wordt aangenomen wattmetermethode wanneer nulspanningsspoel loodrecht op de spoelstroom en de waarden worden verwijderd door middel van transformatoren. Het fundamentele verschil tussen - Hummel werkt lineaire grootheden en modern meter - fase (tot neutraal).

Kleine nuances worden aangegeven in de bijgevoegde het octrooi tekst. Zo wordt geschreven dat de faseverschuiving van de wikkeling is niet 90, maar 30 graden. Derhalve worden de palen zich respectievelijk. Kleine faseverschuiving als gevolg van de aanwezigheid van relatief grote werkzame wikkelingsweerstand en de moeilijkheid om een ​​hoge inductantie.

Het heeft geen zin meer raken octrooien zijn energieverbruik waarderingsgrondslagen vermeld. Het blijft alleen om te zien hoe de drie-fase Electric modern type.

Electronic driefasige tellers

Vandaag, elektronische teller bestuurd door een microcontroller. Op het Internet, verdeeld schakelcircuit MSP430F449 chip. Het is gemakkelijk op te merken - het is tegen de klok met een kristal op 32,768 kHz. Terwijl teken "mechanisme", de analoog-digitaalomzetter verzamelt metingen van drie stroomtransformatoren en detecteert de spanning van elke fase. Voor de conclusie ondersteunt neutraal, niet afgebeeld.

Binaire informatie wordt aan de microcontroller, die de vermenigvuldiging van variabelen en hun time integratie met de frequentie van de kwartsresonator produceert. Hoe kleiner het bemonsteringsinterval van het elektronische circuit, hoe nauwkeuriger metingen. In dit geval is de fout minder is dan een honderdste procent, wat genoeg is voor typische toepassingen. Gepresenteerd teller berekent eenvoudig het actieve en reactieve vermogen, waardoor de Fourier transformatie, of via andere algoritmen.

De tweede factor die de nauwkeurigheid bit analoog-digitaalomzetter. Hoe hoger het is, hoe minder fouten en meer high-speed apparatuur verwacht. Omdat het principe van digitaliseren gewoonlijk omsloten door een geleidelijke verhoging van de spanningsvergelijker en vergeleken met de invoerwaarde. De golfvorm lijkt op een ladder beëindiging stap waarbij de vergelijker bepaalt dat de vereiste niveau.

elektronica voordeel in de mogelijkheid van digitale verwerking, die uitsluitend afhankelijk van de snelheid van de klokfrequentie en prestaties microcontroller. Deze eerste bit kernel, die nu vechten voor de besturingssystemen in de wereld, de tweede - een schakelschema van de processorarchitectuur.

Hieruit moet worden afgeleid dat het principe van de berekening van de capaciteit is niet al te veel is veranderd in de afgelopen 150 jaar vanaf het moment van de uitdagingen voor ingenieurs (voornamelijk Edison). Moderne systemen zijn nauwkeuriger, het allereerste model houdt alleen rekening met de huidige, hebben we niet bezighouden met de vermenigvuldiging. En als je een 12-volt batterij op te laden door de eerste power meters kan een fantastisch figuur te krijgen.

Dit geldt voor soorten apparaten hierboven beschreven. Ze gebruiken magnetische flux of snelheid van elektrolyse alleen afhangt van de stroomwaarde. Geavanceerde ADC is makkelijker om de spanning te meten. Vooral stroomingangen zijn hoogohmige spanningsdeler. Dat er geen alternatief is, gevoelige Hall-sensoren in dit stadium van de ontwikkeling van de technologie gebruik is niet rendabel.