Lịch sử phát triển của đồng hồ đo năng lượng điện

Kể từ khi Faraday phát hiện ra định luật cảm ứng điện từ vào thế kỷ XIX, cùng với sự phát triển và trưởng thành của ứng dụng và công nghệ năng lượng điện trong sản xuất và đời sống, năng lượng điện đã trở thành năng lượng phổ biến trong xã hội đương đại. Trong thời đại thông tin ngày nay, máy tính lớn với khả năng tính toán lớn và điện thoại thông minh nhỏ tích hợp liên lạc và giải trí không thể tách rời việc sử dụng năng lượng điện. Có thể nói, năng lượng điện đã trở thành huyết mạch của xã hội. Nhưng không giống như các nguồn năng lượng như dầu, hơi nước và khí đốt tự nhiên, điện là vô hình và vô hình, vậy làm thế nào để giải quyết việc đo năng lượng điện? Vì vậy có những nguyên lý hoạt động khác nhau và phương pháp làm việc khác nhau của đồng hồ đo năng lượng điện.

Vì năng lượng điện là dòng điện một chiều được sử dụng khi mới được đưa vào sản xuất, nên năm 1880, Edison đã phát minh ra đồng hồ đo năng lượng điện một chiều (ampe-giờ) đầu tiên sử dụng nguyên lý điện phân. Tuy nhiên, do tuổi đời nên người ta không thể xác minh được mô hình cụ thể của đồng hồ đo năng lượng điện một chiều do Edison phát minh, cũng như không biết nguyên lý điện phân đo năng lượng điện như thế nào.

Với tốc độ phát triển công nghiệp ngày càng nhanh, khi dòng điện một chiều không đáp ứng được nhu cầu thị trường thì ngay lập tức xuất hiện dòng điện xoay chiều. Việc phát hiện và ứng dụng dòng điện xoay chiều đã đặt ra những yêu cầu mới đối với đồng hồ đo năng lượng điện. Năm 1889, Brettel đã chế tạo chiếc đồng hồ đo năng lượng cảm ứng đầu tiên trên thế giới với tổng trọng lượng là 36,5kg. Nguyên lý làm việc rất đơn giản: khi mắc đồng hồ đo năng lượng điện vào đoạn mạch đang thử nghiệm thì trong cuộn dòng điện và cuộn dây điện áp có dòng điện xoay chiều, dòng điện xoay chiều tạo ra từ thông xoay chiều trong lõi sắt; Từ thông đi qua đĩa nhôm, và một dòng điện xoáy được tạo ra trong đĩa nhôm. Khi đó dòng điện xoáy chịu tác dụng của một lực trong từ trường nên đĩa nhôm quay. Khi đĩa nhôm được chuyển, bộ đếm sẽ được điều khiển để chỉ ra mức tiêu thụ điện năng.

Trong quá trình cải tiến liên tục, phương pháp cải tiến mạch từ không hoạt động thành 90 độ được bổ sung vào năm 1905, giúp cải thiện đáng kể các thông số của đồng hồ đo năng lượng điện. Sau đó, sự xuất hiện của các vật liệu có độ thẩm thấu cao với hiệu suất tốt hơn đã làm giảm đáng kể trọng lượng và thể tích của đồng hồ đo năng lượng. Máy đo năng lượng cảm ứng đã được sử dụng rộng rãi trong đo lường năng lượng điện do cấu trúc đơn giản, chi phí thấp và dễ bảo trì. Tuy nhiên, những khuyết điểm của chúng không thể được giải quyết tốt: độ chính xác thấp, tiêu tốn nhân lực, bảo vệ chống trộm cắp điện kém, v.v.

Vào cuối những năm 1960, Nhật Bản đã phát minh ra bộ nhân chia thời gian và đề xuất nguyên tắc đo công suất, hiện thực hóa một thiết bị đo lường hoàn toàn bằng điện tử. Đồng hồ đo năng lượng điện tử liên quan đến việc chuyển đổi điện kỹ thuật số và điện tương tự. Nguyên lý làm việc của nó phức tạp hơn: điện áp và dòng điện đo được sẽ được gửi đến hệ số nhân sau khi chuyển đổi bởi bộ chuyển đổi. Hệ số nhân hoàn thành phép nhân giá trị tức thời của điện áp và dòng điện, và tạo ra Điện áp một chiều U tỷ lệ với công suất trung bình trong một khoảng thời gian, và sau đó sử dụng mối quan hệ của U, điện áp được biến đổi thành tín hiệu đại diện cho tần số Để trưng bày.

Ngày nay, với việc xây dựng "lưới điện thông minh" toàn cầu và "hệ thống thu thập thông tin điện năng tiêu thụ điện" của Tổng công ty Lưới điện Nhà nước, đồng hồ đo năng lượng không còn tồn tại như một công cụ tính cước đơn lẻ nữa mà ngày càng trở thành một hệ thống thông minh, có hệ thống, mô-đun và đa dạng hơn. phát triển thiết bị đầu cuối.

Đồng hồ thông minh là đồng hồ đo năng lượng điện tử hoàn toàn mới với các chức năng như đo năng lượng điện, lưu trữ thông tin, giám sát thời gian thực, điều khiển tự động, tương tác thông tin, ... Nó hỗ trợ đo lường hai chiều, biểu giá điện, giá điện chia sẻ theo thời gian , giá điện cao điểm ở thung lũng và các nhu cầu thực tế khác. Hệ thống đọc công tơ tự động và hệ thống kiểm soát phụ tải dần được hợp nhất và nâng cấp thành hệ thống thu điện, và việc chuyển đổi sang hệ thống đo lường tiên tiến đã trở thành một trong những sản phẩm thiết bị điện có triển vọng nhất.

Do đó, có thể thấy trước rằng sự phát triển của đồng hồ đo năng lượng điện chắc chắn sẽ lấy trí tuệ làm mục tiêu cuối cùng và trở thành thiết bị đầu cuối của hệ thống bao phủ các lưới điện thông minh khác nhau trên thế giới.