전기 계량기의 역사

19세기와 20세기는 과학적 발견, 특히 전자기학 분야에서 이례적으로 관대한 것으로 판명되었습니다. 다음 150년 동안의 과학 및 기술 진보의 "낮은 시작"은 1920년대에 주어졌습니다. Andre Marie Ampere의 전류 상호 작용 발견… Georg Simon Ohm은 1827년에 그를 따라 정착했습니다. 전선의 전류와 전압의 관계… 마침내 1831년 마이클 패러데이는 전자기 유도의 법칙, 발전기, 변압기, 전기 모터와 같은 주요 발명품의 작동 원리의 기초가 됩니다.

전기는 헝가리의 물리학자 Anzós Jedlik과 독일의 전기 발명가 Werner von Siemens가 각각 1861년과 1867년에 독립적으로 발명한 발전기 덕분에 상품이 되었습니다. 그 이후로 발전은 상업 경로에 확고하게 자리 잡았습니다.

그 당시 발명과 발견은 매번 "기다리고 있었다"고 말해야 합니다.전기 램프, 발전기, 전기 모터, 변압기에 대한 아이디어는 마치 행성의 반대편에 있는 것처럼 결정화되었습니다.

유사한 일이 카운터에서 발생했으며 나중에 인덕션 카운터의 "저자"(동시에 공동 발명가)에 의해 리콜되었습니다. 변신 로봇) 헝가리 전기 엔지니어 Otto Titus Blaty: “과학은 열대 우림과 같았습니다. 그가 필요한 것은 좋은 도끼뿐이었고, 어디를 두드리든 거대한 나무를 베어낼 수 있었습니다. «

전기 계량기에 대한 최초의 특허는 1872년 미국 발명가 새뮤얼 가디너(Samuel Gardiner)에게 발급되었습니다. 그의 장치는 전기가 충전 지점에 도달하는 데 걸리는 시간을 측정합니다. 유일한 조건(이는 장치의 단점이기도 함)은 제어되는 모든 램프가 하나의 스위치에 연결되어야 한다는 것입니다.

전기 계량기 작동에 대한 새로운 원칙의 생성은 배전 시스템의 개선 및 최적화와 직접적인 관련이 있습니다. 그러나 그 당시에는 이 시스템이 아직 형성되고 있었기 때문에 어떤 원칙이 최적인지 확실히 말할 수 없었습니다. 따라서 여러 대체 버전이 실제로 동시에 테스트되었습니다.

킬로와트의 무게는 얼마입니까?

예를 들어, 발전기가 상당한 양의 전기를 생산할 수 있게 했다면 Thomas Edison 전구는 광범위한 조명 네트워크를 만드는 데 기여했습니다. 결과적으로 Gardiner 카운터는 관련성을 잃고 전해 카운터로 대체되었습니다.

전기 계량기의 광범위한 사용 초기 단계에서 전기는 문자 그대로 "가중"되었습니다. 동일한 Thomas Alva Edison이 발명한 전해 계량기는 이 원리에 따라 작동합니다.사실, 미터 카운터는 전기분해 방식으로 매우 정확하게 계량된(당시 가능한 한) 동판이 계수 기간의 시작 부분에 놓였습니다.

전해질을 통해 전류가 흐르면 구리가 침전됩니다. 보고 기간 말에 접시의 무게를 다시 측정하고 무게 차이에 따라 전기 소비량을 부과했습니다. 이 원리는 1881년에 처음 적용되어 19세기 말까지 성공적으로 사용되었다.

이 수수료는 소비된 전기를 생성하는 데 사용된 가스의 입방 피트로 계산된다는 점에 주목할 만합니다. 이것이 에디슨 전해조의 보정 방법입니다.그런 다음 편의를 위해 에디슨은 자신의 장치에 계수 메커니즘을 장착했습니다. 그러나 편의성은 거의 추가되지 않았습니다.

또한 전해 계량기(당시 Siemens Shuckert는 수도 계량기를 생산했고 Schott & Gen은 수은 계량기를 생산했습니다)에는 또 다른 중요한 공통 단점이 있었습니다. 암페어 시간만 기록할 수 있으며 전압 변동에 민감하지 않습니다.

전해 계수기와 병행하여 진자 계수기가 나타났습니다. 처음으로 그 행동의 원리는 1881 년 같은 해 미국인 William Edward Ayrton과 John Perry에 의해 설명되었습니다. 그러나 그 이후로 이미 언급했듯이 아이디어가 공중에 떠오르고 있었기 때문에 3 년 후 놀라운 일이 아닙니다. Hermann Aron이 독일에서 정확히 동일한 카운터를 만들었습니다.

개선된 형태의 미터에는 전류 소스에 연결된 코일이 있는 두 개의 진자가 장착되어 있습니다. 반대 권선을 가진 두 개의 추가 코일이 진자 아래에 배치되었습니다.전기 부하 하에서 코일의 상호 작용 결과 진자는 없는 것보다 빠르게 움직였습니다.

반면에 다른 하나는 더 느리게 움직였습니다. 동시에 진자는 초기 진동 주파수의 차이를 보상하기 위해 매분마다 기능을 변경했습니다. 이동의 차이는 카운팅 메커니즘에서 설명됩니다. 전원을 켜면 시계가 시작되었습니다.

변화의 바람

진자 카운터는 두 개의 전체 시계를 포함하고 있기 때문에 값싼 "즐거움"이 아니었습니다. 동시에 그들은 amp-hours 또는 watt-hours를 고정할 수 있게 하여 AC 작동에 적합하지 않게 만들었습니다.

나름대로의 혁신적인 발견 교류, 이탈리아 Galileo Ferraris (1885)와 Nikola Tesla (1888)가 만든 (물론 서로 독립적으로) 측정 장치 개선의 다음 단계에 대한 자극제 역할을했습니다.

1889년 모터 카운터가 개발되었습니다. 미국 엔지니어 Elihu Thomson이 General Electric을 위해 설계했습니다.

장치는 금속 코어가 없는 전기자 모터였습니다. 콜렉터의 전압은 코일과 저항에 분배됩니다. 전류는 고정자를 구동하여 전압과 전류의 곱에 비례하는 토크를 생성합니다. 전기자에 부착된 알루미늄 디스크에 작용하는 영구 전자석은 제동 토크를 제공합니다. 전기 계량기의 가장 큰 단점은 수집기입니다.

아시다시피, 그 당시에는 어떤 시스템이— 직류 또는 교류를 기반으로 — 가장 유망할 것입니다.… Thomson이 설명한 미터는 주로 직류용으로 설계되었습니다.

한편, 직류를 사용하면 전압 변화가 허용되지 않아 결과적으로 더 큰 시스템이 생성되기 때문에 교류에 찬성하는 주장이 커지고 있습니다. 교류는 점점 더 널리 사용되고 있으며 20세기 초에 교류 시스템이 점차 전기 공학 분야에서 직류를 대체하기 시작했습니다.

이것은 George Westinghouse(교류 사용에 대한 Tesla의 특허를 취득한 사람)에게 전기 계산 작업을 설정했으며 이 계산은 가능한 한 정확해야 했습니다. 이 기간 동안(변압기 발명과도 관련됨) 이 장치는 실제로 프로토타입인 장치에 대한 특허를 받았습니다. 현대 AC 미터… 역사에는 인덕션 카운터의 여러 "발명가 아버지"도 있습니다.

첫 번째 유도 측정 장치는 "페라리스 측정기"라고 불렸지만 그가 전혀 조립하지는 않았습니다. 페라리의 업적은 교류와 위상이 다른 두 개의 회전 필드가 디스크 또는 실린더와 같은 솔리드 로터의 회전을 유발한다는 것입니다. 유도 원리에 기반한 계수기는 오늘날에도 여전히 생산되고 있습니다.

변압기 발명가로도 알려진 헝가리 엔지니어 Otto Titus Blaty는 자신의 유도 측정기 버전을 제안했습니다. 1889년에 그는 공식적으로 "교류 전기 카운터"로 지정된 발명품에 대해 독일 번호 52,793과 미국 번호 423,210의 두 가지 특허를 동시에 받았습니다.

저자는 장치에 대해 다음과 같이 설명했습니다.

이 위상 편이는 한 필드가 주 전류에 의해 생성되고 다른 필드는 전력 소비가 측정되는 회로의 지점을 분로하는 높은 자체 인덕턴스 코일에 의해 생성된다는 사실에서 발생합니다.

그러나 자기장은 잘 알려진 페라리 메커니즘에서와 같이 회전체에서 교차하지 않고 서로 독립적으로 다른 부분을 통과합니다. » Blatti가 일했던 Ganz에서 생산한 최초의 조리대는 나무 기반에 고정되었고 무게는 23kg이었습니다.

물론 동시에 전기 공학의 또 다른 선구자인 올리버 블랙번 쉘렌버거(Oliver Blackburn Shellenberger)에 의해 두 분야의 동일한 특성이 발견되었습니다. 그리고 1894년에 그는 AC 시스템용 전기 계량기를 개발했습니다. 나사 메커니즘은 토크를 제공했습니다.

그러나 이 미터는 측정에 필요한 전압 요소를 제공하지 않기 때문에 전기 모터 작업에는 적합하지 않습니다. 역률.

이 카운터는 Blati 장치보다 약간 작았지만 상당히 부피가 크고 무거웠습니다. 무게는 41kg, 즉 16kg 이상이었습니다. 1914년에야 장치의 무게가 2.6kg으로 줄었습니다.

완벽에는 제한이 없습니다

따라서 20세기 초에 계수기는 일상 업무의 일부가 되었다고 말할 수 있습니다. 이것은 또한 첫 번째 측정 표준의 출현으로 확인됩니다. 1910년 ANSI(American National Standards Institute)에서 발행했습니다.

특징적으로 측정 장치의 과학적 중요성을 인식하는 것 외에도 표준은 상업적 구성 요소의 중요성도 강조합니다. 최초의 알려진 IEC(International Electrotechnical Commission) 측정 표준은 1931년으로 거슬러 올라갑니다.

20세기 초에 장치는 무게와 크기의 감소를 고려하지 않고 하중 범위의 확장, 하중 계수, 전압 및 온도의 변화에 ​​대한 보상, 볼의 모양을 고려하지 않고 많은 변화를 겪었습니다. 베어링 및 자기 베어링(마찰을 크게 줄임). 브레이크 전자석의 품질 특성과 지지대 및 카운팅 메커니즘의 오일 제거가 개선되어 서비스 수명이 늘어났습니다.

동시에 새로운 유형의 계량기가 등장했습니다-다중 관세 계량기, 피크 부하 계량기, 선불 에너지 계량기 및 3상 유도 계량기. 후자는 1개, 2개 또는 3개의 디스크에 장착된 2개 또는 3개의 측정 시스템을 사용합니다. 1934년 Landis & Gyr에서 개발한 능동 및 반응 에너지 미터가 등장했습니다.

과학 및 기술 진보의 추가 과정과 시장 관계의 발전은 측정 장치 생산에서 표현되었습니다. 전자 장치의 개발은 심각한 영향을 미쳤습니다. 1970년대에는 유도 측정 장치와 함께 전자 측정 장치가 등장했습니다. 당연히 이것은 장치의 기능을 크게 확장했습니다. 우선, 그것은 자동 회계 시스템(ASKUE), 다중 관세 모드.

결과적으로 계량기의 기능은 더욱 확장되어 에너지 및 자원 보고의 한계를 뛰어 넘었습니다. 여기에는 눈에 보이는 위반에 대한 보호, 선불, 로드 밸런싱 제어 및 기타 여러 기능이 포함됩니다.판독값은 전기 네트워크, 전화선 또는 무선 데이터 전송 채널에서 읽습니다.