Chức năng cốt lõi của công tơ điện không chỉ là đo cường độ công suất tải mà còn phản ánh thời gian sử dụng điện. Để đạt được mục tiêu này, công tơ cần chuyển đổi dòng điện lớn từ lưới điện thành tín hiệu nhỏ để chip đo đếm bên trong xử lý.
Chức năng cốt lõi của công tơ điện không chỉ là đo cường độ công suất tải mà còn phản ánh thời gian sử dụng điện. Để đạt được mục tiêu này, công tơ cần chuyển đổi dòng điện lớn từ lưới điện thành tín hiệu nhỏ để chip đo đếm bên trong xử lý.
Tại sao chúng ta không thể đo trực tiếp dòng điện lớn?
Điều này chủ yếu là do sự cân nhắc về an toàn và thực tế. Dòng điện gia dụng và công nghiệp có thể đạt tới hàng chục, thậm chí hàng trăm ampe. Việc đo trực tiếp những dòng điện lớn như vậy không chỉ đặt gánh nặng lớn lên bản thân thiết bị đo mà còn gây ra những mối nguy hiểm nghiêm trọng về an toàn.
Các bộ phận cảm biến dòng điện hoạt động giống như "bộ đo dòng điện" cho đồng hồ đo điện; chúng giảm dòng điện theo tỷ lệ đến mức phù hợp để mạch đo xử lý. Việc chuyển đổi này phải chính xác nhất có thể, vì bất kỳ sai sót nào cũng sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến việc tính hóa đơn tiền điện.
Hiện tại, các thành phần lấy mẫu dòng điện chính được sử dụng trong máy đo năng lượng xoay chiều bao gồm điện trở shunt (gọi tắt là shunt) và máy biến dòng (CT). Sự khác biệt về ưu điểm và nhược điểm giữa máy biến dòng và máy biến dòng xuất phát từ nguyên lý làm việc và thiết kế cấu trúc của chúng, đồng thời việc lựa chọn giữa chúng đòi hỏi phải xem xét cẩn thận dựa trên các yêu cầu ứng dụng cụ thể:
| Thứ nguyên so sánh | Điện trở Shunt | Máy biến dòng điện (CT) |
|---|---|---|
| Thuận lợi | 1.Chi phí thấp, cấu trúc đơn giản, giảm đáng kể chi phí tổng thể của hệ thống; 2. Khối lượng cực nhỏ, không có thành phần từ tính hoặc vấn đề bão hòa; phép đo trường dòng điện nhỏ{1}}ổn định, phù hợp với thiết kế không gian nhỏ gọn; 3. Trong phạm vi dòng điện định mức, cung cấp tín hiệu điện áp chính xác mà không gây nhiễu điện từ. |
1. Vốn đã cung cấp khả năng cách ly-điện áp cao; phía sơ cấp và thứ cấp được cách ly về mặt vật lý; 2.Độ chính xác và tuyến tính tuyệt vời; thích hợp cho phạm vi dòng điện rộng và phạm vi hoạt động nhiệt độ rộng, có độ ổn định bên trong mạnh mẽ; 3. Phạm vi đo linh hoạt: bằng cách điều chỉnh tỷ số vòng dây, có thể điều chỉnh từ hàng chục ampe đến hàng chục kiloampe, tạo điều kiện thuận lợi cho việc thiết kế đồng hồ đo điện-được tiêu chuẩn hóa. |
| Nhược điểm | 1. Các ứng dụng-điện áp cao yêu cầu mạch cách ly bổ sung, làm tăng độ phức tạp và chi phí thiết kế; 2.Không phù hợp với môi trường có-dòng điện cao hoặc nhiệt độ dao động rộng-. |
1. Chi phí cao hơn, kích thước và trọng lượng lớn hơn; thông số kỹ thuật tùy chỉnh làm tăng chi phí hơn nữa; 2.Dễ bị nhiễu điện từ; lõi từ có thể bị ảnh hưởng bởi từ trường bên ngoài; nhiễu xung điện áp cao-có thể gây bão hòa và làm giảm độ chính xác của phép đo, đòi hỏi phải có thiết kế che chắn bổ sung; 3.Quy trình sản xuất phức tạp với yêu cầu khắt khe về vật liệu lõi và độ chính xác cuộn dây. |
Nguyên tắc chính trong việc lựa chọn các thành phần lấy mẫu hiện tại cho đồng hồ đo năng lượng AC là "ưu tiên sự phù hợp cho tình huống ứng dụng đồng thời xem xét cả độ chính xác và chi phí". Đối với các ứng dụng hệ thống điện và công nghiệp có điện áp cao,-điện áp cao{2}} yêu cầu cách ly điện, máy biến dòng là lựa chọn ưu tiên. Đối với các ứng dụng thiết bị thu nhỏ và thiết bị thu nhỏ có điện áp thấp, dòng điện-thấp và chi phí{6}}nhạy cảm, có thể sử dụng shunt miễn là triển khai thiết kế tản nhiệt và cách ly thích hợp.