Jste zde

Domů

Synchronní elektrické hodiny

Kategorie časoměrných přístrojů:

Kategorie:

Synchronní elektrický radiobudík ze 60. let 20. století

Synchronní elektrické hodiny jsou časoměrným přístrojem, který neobsahuje časoměrný oscilátor, kterým může být kyvadlo nebo vyvažovací kolo - z tohoto důvodu lze synchronní elektrické hodiny obtížně zařadit mezi mechanické časoměrné přístroje. Místo mechanického oscilátoru počítá oscilace střídavého proudu z přípojky do elektrické sítě.

Synchronní elektrické hodiny jsou v podstatě mechanickým čítačem

Synchronní elektrické hodiny se skládají z malého střídavého synchronního motoru , který otáčí ručičky hodin přes redukční soukolí. Motor pak obsahuje elektromagnety, které vytvářejí rotující magnetické pole, které následně otáčí železným rotorem. Rychlost otáčení hřídele motoru je synchronizována užitnou frekvencí 60 cyklů za sekundu (Hz) v Severní Americe a částech Jižní Ameriky a 50 cyklů za sekundu ve většině ostatních zemí. Převodový stupeň tuto rotaci mění tak, aby se minutová ručička otáčela jednou za hodinu. Synchronní hodiny tak mohou být považovány než za časoměřič spíše jako za mechanický čítač, jehož ukazatele ( hodinové ručičky ) zobrazují běžící počet cyklů střídavého proudu.

Odolnost synchronních mechanických hodin

Jedno z ozubených kol, které otáčí ručičkami synchronních elektrických hodin je vybaveno hřídelí s posuvným třecím kováním, což umožňuje ručičky hodin ručně knoflíkem nastavit na zadní straně pro správné nastavení času. Synchronní mechanické hodiny jsou odolné, neboť nemají jemné kyvadlo ani vyvažovací kolo. Dočasný výpadek napájení elektrickou energií však zastaví hodiny, které pak ukazují nesprávný čas po obnovení napájení. Některé synchronní hodiny jsou také vybaveny indikátorem, který ukazuje, zda se zastavily a došlo k jejich restartu.

Počet pólů synchronních elektrických hodin

Některé elektrické hodiny mají jednoduchý dvoupólový synchronní motor, který rotuje na jednu otáčku na cyklus výkonu, tj. 3600  otáček / minutu při 60 Hz a 3000 otáček / minutu při 50 Hz. Nicméně většina elektrických hodin má rotory s více magnetickými póly, což umožňuje převodové ústrojí, které otáčí ručičkami hodin s menším počtem převodových stupňů. Tento způsob zpracování má výhodu v tom, že šetří finanční prostředky k výrobě hodin a tím tedy i životní prostředí - k výrobě je zapotřebí podstatně méně mechanických součástí.

Přesnost synchronních hodin

Přesnost synchronních hodin závisí na tom, jak dodavatelé elektrické energie udržují frekvenci proudu na hodnotu 50 nebo 60 hertzů. Třebaže různé zatížení elektrické sítě v průběhu dne a noci způsobuje kolísání kmitočtu, které může mít za následek chyby několika sekund v průběhu dne, synchronní elektrické hodiny pravidelně upravují frekvenci proudu pomocí času UTC centrálních atomových hodin. Evropské podniky kontrolují frekvenci sítě jednou denně, aby se celkový počet cyklů za 24 hodin opravil na správnou hodnotu, což je dostačující k tomu, aby hodiny ukazovaly přesný čas s minimální odchylkou. V USA je opravována frekvence, jakmile kumulativní chyba dosáhne 3 až 10 sec. Tato oprava je známa jako korekce časové chyby ( TEC ).

Snaha o odstranění korekce časové chyby

V roce 2011 požádala americká nezisková organizace North American Electric Reliability Corporation ( NERC ), aby požádala Federální komisi pro regulaci energie -  Federal Energy Regulatory Commission ( FERC ) o odstranění procesu korekce časové chyby ( TEC ). Od tohoto návrhu však bylo upuštěno, neboť se zjistilo, že pokud by nedošlo ke korekci časové chyby ( TEC ), tak by v rámci několika časových pásem v USA došlo v okamžiku přechpdu na letní čas až sedmiminutové nepřesnosti napříč celým kontinentem, což by mělo logicky značné finanční následky - od dopravy, především letecké, až po výrobu a dodavatelské vztahy. V roce 2016 NERC požádal FERC podruhé a jejich žádosti bylo vyhověno - ovšem zda došlo k odstranění korekce a nebo byly hodiny resetovány podle atomových hodin zdroje neuvádějí.

Samočinné synchronní elektrické hodiny

Zajímavostí elektrických synchronních hodin je, že ještě ve třicátých letech nebyly vybaveny autostartem, ale musely se natahovat a nastavovat ručně. Toto znamená, že motor může být spuštěn v obou směrech, takže v případě, že knoflík startéru se točil ve špatném směru hodiny běžely dozadu, tedy proti směru hodinových ručiček. Později měly hodiny s manuálním startem ráčny nebo jiné spoje, které zabránily zpětnému startu. Vynález motoru se stínovanými póly pak dovolil, aby byly vytvořeny samočinně se spouštějící hodiny.