Еще раз об электронном способе отмотки электросчетчика.
Мифы и реальность.
Приветствую всех Вас, любителей халявы, к коим и себя отношу. Сегодня мы в очередной раз поговорим об электронном способе остановки или обмана электросчетчиков (о так называемом генераторе реактивной или обратной мощности, он же источник встречной волны, он же способ №1,13,38 и т.п.), схемы от которого до сих пор пытаются впарить в интернете мелкие жулики, хотя я и понимаю, что тема эта избита и в значительной мере потеряла актуальность. Но все же, рассмотрим следующую активно продвигаемую теорию:
Работа устройства основана на том, что датчики тока электросчетчиков, в том числе и электронных, содержат входной индукционный преобразователь, имеющий низкую чувствительность к токам высокой частоты. Этот факт позволяет внести значительную отрицательную погрешность в учет, если потребление осуществлять импульсами высокой частоты. Другая особенность – счетчик является реле направления мощности, т.е если с помощью какого-либо источника (например дизель-генератора) питать саму электрическую сеть, то счетчик вращается в обратную сторону. Перечисленные факторы позволяют создать имитатор генератора. Основным элементом такого устройства является конденсатор соответствующей емкости. Конденсатор в течение четверти периода сетевого напряжения заряжают от сети импульсами высокой частоты. При определенном значении частоты (зависит от характеристик входного преобразователя счетчика), счетчик учитывает только четверть от фактически потребленной энергии. Во вторую четверть периода конденсатор разряжают обратно в сеть напрямую, без высокочастотной коммутации. Счетчик учитывает всю энергию, питающую сеть. Фактически энергия заряда и разряда конденсатора одинакова, но полностью учитывается только вторая, создавая имитацию генератора, питающего сеть. Счетчик при этом считает в обратную сторону со скоростью, пропорциональной разности в единицу времени энергии разряда и учтенной энергии заряда. Электронный счетчик будет полностью остановлен и позволит безучетно потреблять энергию, не более значения энергии разряда. Если мощность потребителя окажется большей, то счетчик будет вычитать из нее мощность устройства. Фактически устройство приводит к циркуляции реактивной мощности в двух направлениях через счетчик, в одном из которых осуществляется полный учет, а в другом – частичный.
Прежде всего, перелопатив кучу информации об этом методе, я не смог придти к однозначному выводу - приводит ли импульсная ВЧ нагрузка к ощутимой погрешности в показаниях счетчика. Кто-то пишет, что все это полный бред, кто-то (видимо продавцы этих схем), что это прорыв в способах остановки электросчетчиков. Однако, я нигде не нашел веских доказательств справедливости ни того, ни другого утверждения. Ведь голословные заявления мало чего стоят. Наконец-то я понял, что пора самому браться за паяльник. В качестве аргументов в этой статье приводятся фотографии реальных осциллограмм, доказывающие, что устройство изготовленное мной на самом деле функционирует, да и народу интересно будет посмотреть на загадочные ВЧ импульсы о которых так много говорится и которые никто никогда не видел. Ну да обо всем по порядку.
Начнем с того, что все схемы, увиденные в интернете, содержат массу грубейших ошибок и просто неработоспособны, особенно это касается убогих устройств сайтов pozitron, megafaza, spkn, gigawatts, habarok и их клонов, к тому же выполненных на допотопной советской элементной базе времен начала 80-х. Описание подобных схем (например,от spkn) смотри здесь или здесь.
Для начала рассмотрим схему пресловутого "рекуператора" от spkn, выполненного на транзисторе КТ848. Для раскачки этого транзистора требуется немалый ток базы (около 1.5 А), что приводит к необходимости применения дополнительных транзисторных каскадов предусиления на радиаторах, кучи мощных, греющихся резисторов и, наконец, дополнительного блока питания на мощном трансформаторе. Авторы этого "чуда" видимо не знают о существовании MOSFET транзисторов и транзисторов IGBT, которые в наше время легко доступны и в данной ситуации в разы облегчают задачу. Для тех, кто никогда не слышал о таких приборах, скажу, что IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor - Биполярный Транзистор с Изолированным Затвором) представляет собой относительно новый класс силовых ключей, являющийся гибридом биполярного и полевого транзистора. Особенностью этих приборов являются огромные токи коммутации (до 1000 А) и малый ток управления в цепи затвора (порядка 100 nA). Именно этот тип транзистора и был применен для изготовления рекуператора, схема которого стала простой, как устройство керосинки и представлена на рис.1.
Рис.1
Применение схемы на 4-х мощных транзисторах считаю нецелесообразным, так как она гораздо сложнее и не имеет реальных преимуществ. Резистор R служит всего лишь для съема осциллограммы реактивного тока и для работы схемы он вовсе не нужен. Сигнал с выхода формирователя непосредственно подается на затвор транзистора безо всяких там оптопар. При этом схема формирователя становится "горячей", но страшного в этом ничего нет. Амплитуда импульсов управления порядка 10 В. Назначение мощного диода соединяющего коллектор и эмиттер транзистора, как нарисовано в их схеме, для меня так и осталось загадкой. В моем устройстве его нет, и все работает. Ключ К служит для защиты транзистора в момент включения устройства. Вначале ключ находится в замкнутом состоянии. После подачи напряжения бросок тока идущий через разряженный конденсатор и достигающий сотен ампер не причиняет транзистору вреда. Потом ключ размыкается, и транзистор бесконфликтно входит в режим. Кстати, грубый запуск рекуператора является основной причиной гибели ключевого транзистора, на что жалуются многие, кто пытался повторять подобные устройства. При номинале конденсатора 100 мкФ реактивный ток составляет 6.9 А. Реактивная мощность - 960 Вт. Предпологаемая мощность отмотки или торможения около 350 Вт, что достаточно для эксперимента.
Рис.2 показывает сигнал управления с выхода формирователя, который непосредственно подается на затвор. Амплитуда сигнала 10 В. Частота посылок примерно 2 кГц. На уровне около 6 В виден момент открывания IGBT транзистора.
На рис.3 осциллограмма напряжения на конденсаторе С. Видно, что в 1-ой и 3-ей четвертях периода конденсатор заряжается "ступеньками".
На рис.4 представлена осциллограмма реактивного тока, снятая с резистора R без врезки ВЧ импульсов. Форма ее довольно корявая, но так и должно быть.
И вот, наконец, на рис.5 мы видим ту же осциллограмму тока, но с такими желанными импульсами. Так как при емкостной нагрузке ток опережает по фазе напряжение на π/2, пачки импульсов распологаются во 2-ой и 4-ой четвертях периода, а не в 1-ой и 3-ей, как думают многие.
Рис.6 и 7 те же картинки, но с большим масштабом.
Итак, каков же результат всей этой деятельности: счетчик не затормозился ни на долю процента! Эксперимент проводился с электронным однофазным счетчиком СЭО - 1.15.402. Счетчик издавал характерный звук, но продолжал крутиться как ни в чем ни бывало. Возможно, схема работала бы с дисковым индукционным счетчиком, но так как таковые становятся все большей редкостью и у меня его нет в наличии, соответствующего опыта я не проводил. Схему формирователя я не привожу, так как повторение подобных устройств считаю бесперспективным. Скажу лишь, что она была реализована на нескольких операционных усилителях, а чуть позже на микроконтроллере, что гораздо проще.
Таким образом, еще раз доказано, что широко разрекламированная теория о том, что любой электросчетчик имеет значительную погрешность при работе на импульсную высокочастотную нагрузку, является полным фуфлом, а сайты торгующие подобными схемами и даже готовыми устройствами - гнусный лохотрон.
2010 г.
Дополнение к выше сказанному
Недавно проверил схему с дисковым индукционным счетчиком СО-505. Результат: полная бесполезность устройства и в этом случае.
