Energijos matuoklis arba Vatvalandžių matuoklis yra elektros prietaisas, matuojantis vartotojų sunaudojamos elektros energijos kiekį. Komunalinės paslaugos yra vienas iš elektros skyrių, kuris montuoja šiuos prietaisus visose vietose, pavyzdžiui, namuose, pramonės įmonėse, organizacijose, komerciniuose pastatuose, kad apmokestintų elektros suvartojimą tokiomis apkrovomis kaip žibintai, ventiliatoriai, šaldytuvai ir kt. kita buitinė technika .
Vatvalandžių matuoklis
Pagrindinis galios vienetas yra vatai ir jis matuojamas naudojant vatmetrą. Tūkstantis vatų sudaro vieną kilovatą. Jei per valandą sunaudojamas vienas kilovatas, sunaudojamas vienas energijos vienetas. Taigi energija metrų išmatuoti greitąją įtampą ir sroves, apskaičiuoti jų sandaugą ir suteikti momentinę galią. Ši galia yra integruota per tam tikrą laiko tarpą, kuri suteikia energiją, panaudotą per tą laikotarpį.
Energijos skaitiklių tipai
Energijos skaitikliai skirstomi į dvi pagrindines kategorijas, tokias kaip:
- Elektromechaninis tipo indukcinis matuoklis
- Elektroninis energijos matuoklis
Energijos skaitikliai skirstomi į du tipus, atsižvelgiant į šiuos veiksnius:
- Analoginio arba skaitmeninio elektrinio skaitiklio tipai.
- Matavimo taškų tipai: antrinis perdavimas, tinklas, vietinis ir pirminis paskirstymas.
- Galutinės programos, tokios kaip komercinė, pramoninė ir buitinė paskirtis
- Techniniai aspektai, tokie kaip vienos fazės, trys fazės, aukštos įtampos (HT), žemos įtampos (LT) ir tikslumo klasės medžiagos.
Elektros tiekimo jungtis gali būti bet kuri vienos fazės arba trijų fazių atsižvelgiant į tiekimą, kurį naudoja buitiniai ar komerciniai įrenginiai. Šiame straipsnyje mes išnagrinėsime vienfazio elektromechaninio indukcinio tipo energijos skaitiklio ir trijų fazių elektroninių energijos skaitiklių darbo principus. du pagrindiniai energijos skaitikliai kaip aprašyta toliau.
Vienfazis elektromechaninis indukcinis energijos skaitiklis
Tai gerai žinomas ir labiausiai paplitęs senų laikų energijos skaitiklių tipas. Jį sudaro besisukantis aliuminio diskas, dedamas ant ašies tarp dviejų elektromagnetų. Disko sukimosi greitis yra proporcingas galiai, ir ši galia yra integruota naudojant pavarų traukinius ir priešinį mechanizmą. Jis pagamintas iš dviejų silicio plieno laminuotų elektromagnetų: šunto ir serijinių magnetų.
Serijinis magnetas turi ritę, kuri yra iš kelių vijų storio vielos, sujungtų nuosekliai su linija, tuo tarpu šunto magnetas - ritę su daugybe plonos vielos posūkių, sujungtų per tiekimą.
Stabdymo magnetas yra tam tikras nuolatinis magnetas, veikiantis jėgą, kuri yra priešinga įprastam disko sukimui, kad tas diskas būtų subalansuotas ir sustabdytas diskas, kai energija nutrūksta.
Vienfazis elektromechaninis indukcinis energijos skaitiklis
Nuoseklus magnetas sukuria srautą, proporcingą tekančiai srovei, o šuntinis magnetas sukuria srautą, proporcingą įtampai. Šie du srautai dėl indukcinio pobūdžio atsilieka 90 laipsnių kampu. Šių dviejų laukų sąsaja diske sukuria sūkurinę srovę, panaudodama jėgą, proporcingą momentinės įtampos, srovės ir fazinio kampo tarp jų sandaugai. Virš vienos disko pusės uždėtas stabdymo magnetas, kuris sukuria disko stabdymo momentą pastoviu lauku, kurį suteikia nuolatinis magnetas. Kai stabdymo ir važiavimo momentai tampa vienodi, disko greitis tampa pastovus.
Aliuminio disko velenas arba vertikalus velenas yra susietas su pavarų išdėstymu, kuris fiksuoja skaičių, proporcingą disko apsisukimams. Šis pavarų išdėstymas nustato skaičių serijose ir nurodo per laiką sunaudotą energiją.
Šio tipo energijos skaitikliai yra paprastos konstrukcijos, o tikslumas yra šiek tiek mažesnis dėl šliaužimo ir kitų išorinių laukų. Pagrindinė šių tipų energijos skaitiklių problema yra jų polinkis klastoti, todėl reikalinga elektros energijos stebėjimo sistema. Šios serijos ir šunto tipo skaitikliai yra plačiai naudojami buityje ir pramonėje.
Elektroniniai energijos skaitikliai yra tikslūs, tikslūs ir patikimi matavimo prietaisų tipai, palyginti su elektromechaniniais indukciniais matuokliais. Prisijungę prie apkrovų, jie sunaudoja mažiau energijos ir pradeda matuoti momentinį. Taigi, elektroninis trifazių energijos skaitiklių tipas paaiškinamas žemiau jo veikimo principu.
3 fazių elektroninis energijos skaitiklis
Šis skaitiklis gali atlikti srovės, įtampos ir galios matavimus trifazėse tiekimo sistemose. Naudojant šiuos trifazius matuoklius, taip pat galima išmatuoti aukštą įtampą ir sroves naudojant tinkamus keitlius. Žemiau parodytas vienas iš trifazių energijos skaitiklių tipų (pateiktas kaip pavyzdys), kuris užtikrina patikimą ir tikslų energijos matavimą, palyginti su elektromechaniniais skaitikliais.
3 fazių elektroninis energijos skaitiklis
Jis naudoja AD7755, vienfazį energijos matavimo IC, kad gautų ir apdorotų įėjimo įtampos ir srovės parametrus. Elektros linijos įtampa ir srovės nustatomos pagal signalo lygį, naudojant tokius daviklius įtampos ir srovės transformatoriai ir atiduota tam IC, kaip parodyta paveikslėlyje. Šie signalai imami ir paverčiami skaitmeniniais, dauginami vienas kitu, kad gautų momentinę galią. Vėliau šie skaitmeniniai išėjimai yra konvertuojami į dažnį, kad būtų galima valdyti elektromechaninį skaitiklį. Išvesties impulso dažnio greitis yra proporcingas momentinei galiai, ir (tam tikru intervalu) jis suteikia energijos perdavimą į apkrovą tam tikram impulsų skaičiui.
Mikrovaldiklis priima visų trijų energijos matavimo IC įvestis trijų fazių energijos matavimui ir yra sistemos smegenys, atlikdamas visas būtinas operacijas, tokias kaip duomenų saugojimas ir gavimas iš EEPROM , valdydamas skaitiklį mygtukais, norėdamas pamatyti energijos sąnaudas, kalibruoti fazes ir išvalyti rodmenis, taip pat valdo ekraną naudodamas dekoderio IC .
Iki šiol mes perskaitėme apie energijos skaitiklius ir jų veikimo principus. Norint geriau suprasti šią sąvoką, šiame energijos skaitiklio aprašyme pateikiama išsami grandinės informacija ir jos jungtys naudojant mikrovaldiklį.
Energijos skaitiklio grandinė naudojant mikrovaldiklį:
Žemiau pateiktame paveikslėlyje parodyta vatvalandžių skaitiklio grandinė, įdiegta naudojant „Atmel“ AVR mikrovaldiklis . Ši grandinė nuolat stebi ir gauna tinklo vienfazio maitinimo įtampos ir srovės parametrus. Mikrokontroleris šias parametrų vertes gauna iš signalo kondicionavimo grandinės, kurią valdo OP-AMP IC .
Energijos skaitiklio grandinė naudojant mikrovaldiklį
Ši grandinė turi dvi srovės transformatoriai sujungti nuosekliai su kiekviena tiekimo linija: fazinis ir neutralus. Dabartinės šių transformatorių vertės siunčiamos atitinkamiems Mikrovaldiklio ADC ir tada ADC konvertuoja šias vertes į skaitmenines vertes, taigi mikrovaldiklis būtinai apskaičiuoja energijos suvartojimą. Užprogramuotas mikrovaldiklis tokiu būdu, kad įtampos ir srovės vertės iš ADC būtų padaugintos ir integruotos per nurodytą laikotarpį, o tada atitinkamai valdykite skaitiklio mechanizmą, rodantį suvartotų vienetų skaičių (KW) per tam tikrą laikotarpį.
Be energijos matavimo, šioje sistemoje taip pat pateikiamas įžeminimo gedimas, jei atsiranda bet koks gedimas ar viršsrovė, kuri gali atsirasti neutralioje ar įžeminimo linijoje, ir tinkamai pasuka Šviesos diodai indikacija įžeminimo gedimams aptikti, taip pat kiekvienam suvartotam vienetui.
Šis straipsnis yra apie vatvalandžių skaitiklio grandinę ir jos darbo principus. Tai taip pat žinoma kaip energijos skaitiklis, kuris naudojamas kuriant elektrinių ir elektroninių projektų rinkiniai skirtingomis technologijomis. Dėl bet kokios pagalbos, susijusios su tokiomis sąvokomis kaip energijos skaitiklio klastojimas ir energijos skaitiklių atsiskaitymas naudojant belaidę technologiją arba komentuokite toliau pateiktame skyriuje.
Nuotraukų kreditai:
- Vatvalandės matuoklis tradeindia
- Vienfazis indukcinis energijos skaitiklis inžinerija
- Trifazis elektroninis elektros skaitiklis analoginis
- Elektros skaitiklio grandinė naudojant mikrovaldiklį Kitas
