Energiamittari tai Wattituntimittari on sähkölaite, joka mittaa kuluttajien käyttämän sähköenergian määrää. Apuohjelmat ovat yksi sähköosastoista, jotka asentavat nämä instrumentit kaikkiin paikkoihin, kuten koteihin, teollisuuteen, organisaatioihin, liikerakennuksiin, veloittamaan sähkönkulutuksesta kuormilla, kuten valot, tuulettimet, jääkaappi ja muut kodinkoneet .
Wattituntimittari
Tehon perusyksikkö on wattia ja se mitataan wattimittarilla. Tuhat wattia tekee yhden kilowatin. Jos yksi tunti käyttää yhtä kilowattia, kuluu yksi energiayksikkö. Joten energiaa metriä mitataan nopea jännite ja virrat, lasketaan niiden tulo ja annetaan hetkellinen teho. Tämä teho on integroitu tietylle aikavälille, mikä antaa kyseisenä ajanjaksona käytetyn energian.
Energiamittareiden tyypit
Energiamittarit luokitellaan kahteen pääluokkaan, kuten:
- Sähkömekaaninen tyypin induktiomittari
- Elektroninen energiamittari
Energiamittarit luokitellaan kahteen tyyppiin ottamalla huomioon seuraavat tekijät:
- Näytötyypit analoginen tai digitaalinen sähkömittari.
- Mittauspisteiden tyypit: toissijainen siirto, verkko, paikallinen ja ensisijainen jakelu.
- Loppusovellukset, kuten kaupalliset, teolliset ja kotitalouskäyttöön
- Tekniset näkökohdat, kuten yksivaiheiset, kolmivaiheiset, korkeajännitteiset (HT), matalajännitteiset (LT) ja tarkkuusluokan materiaalit.
Sähkönsyöttöyhteys voi olla joko yksivaihe tai kolmivaiheinen riippuen kotimaisten tai kaupallisten laitosten käyttämästä tarjonnasta. Erityisesti tässä artikkelissa aiomme tutkia yksivaiheisen sähkömekaanisen induktiotyyppisen energiamittarin ja myös kolmivaiheisen elektronisen energiamittarin toimintaperiaatteita kaksi perusenergiamittaria alla kuvatulla tavalla.
Yksivaiheinen sähkömekaaninen induktioenergiamittari
Se on tunnettu ja yleisin ikivanhan energiamittarin tyyppi. Se käsittää pyörivän alumiinilevyn, joka on asetettu karalle kahden sähkömagneetin väliin. Levyn pyörimisnopeus on verrannollinen tehoon, ja tämä teho integroidaan käyttämällä vaihteistoja ja vastamekanismia. Se on valmistettu kahdesta piiteräksestä laminoidusta sähkömagneetista: shuntti- ja sarjamagneeteista.
Sarjamagneetti kantaa kelaa, joka on muutaman kierrosta paksua langaa, joka on kytketty sarjaan linjan kanssa, kun taas shuntimagneetti kantaa kelaa, jossa on useita ohutlangan kierroksia, jotka on kytketty syötteen poikki.
Jarrumagneetti on eräänlainen kestomagneetti, joka käyttää levyn normaalia pyörimistä vastakkaista voimaa liikuttaakseen levyä tasapainotetussa asennossa ja pysäyttääkseen levyn virran katkeamisen aikana.
Yksivaiheinen sähkömekaaninen induktioenergiamittari
Sarjamagneetti tuottaa virtauksen, joka on verrannollinen virtaavaan virtaan, ja shuntimagneetti tuottaa virtauksen, joka on verrannollinen jännitteeseen. Nämä kaksi virtausta viivästyvät 90 astetta induktiivisen luonteen vuoksi. Näiden kahden kentän rajapinta tuottaa pyörrevirtaa levyllä käyttämällä voimaa, joka on verrannollinen hetkellisen jännitteen, virran ja niiden välisen vaihekulman tuloon. Levyn toiselle puolelle asetetaan jarrumagneetti, joka tuottaa levylle jarrutusmomentin vakiokentän avulla, joka saadaan aikaan kestomagneettia käyttämällä. Aina kun jarrutus- ja ajonmomentit tasaantuvat, levyn nopeus muuttuu tasaiseksi.
Alumiinilevyn akseli tai pystykara liittyy hammaspyöräjärjestelyyn, joka tallentaa luvun, joka on verrannollinen levyn kierroksiin. Tämä hammaspyöräjärjestely asettaa numeron sarjoihin ja osoittaa ajan myötä kulutetun energian.
Tämän tyyppinen energiamittari on rakenteeltaan yksinkertainen, ja tarkkuus on hiukan hiipivien ja muiden ulkoisten kenttien vuoksi. Tärkein ongelma tämän tyyppisten energiamittareiden kohdalla on niiden taipumus manipuloida, mikä edellyttää sähköenergian seurantajärjestelmää. Näitä sarja- ja shuntityyppisiä mittareita käytetään laajalti kotitalouksissa ja teollisuudessa.
Elektroniset energiamittarit ovat tarkkoja, tarkkoja ja luotettavia mittauslaitetyyppejä verrattuna sähkömekaanisiin induktiotyyppisiin mittareihin. Kun ne on kytketty kuormiin, ne kuluttavat vähemmän virtaa ja alkavat mitata hetkellisiä mittauksia. Joten elektroninen kolmivaiheinen energiamittari selitetään alla sen toimintaperiaatteella.
3-vaiheinen elektroninen energiamittari
Tämä mittari pystyy suorittamaan virta-, jännite- ja tehomittaukset kolmivaiheisissa syöttöjärjestelmissä. Käyttämällä näitä kolmivaihemittareita on myös mahdollista mitata korkeita jännitteitä ja virtauksia soveltuvilla antureilla. Yksi kolmivaiheisten energiamittareiden tyypistä on esitetty alla (esimerkkinä), joka varmistaa luotettavan ja tarkan energiamittauksen verrattuna sähkömekaanisiin mittareihin.
3-vaiheinen elektroninen energiamittari
Se käyttää AD7755-yksivaiheista energianmittauspiiriä tulojännitteen ja virtaparametrien hankkimiseen ja käsittelemiseen. Voimajohdon jännite ja virrat mitoitetaan signaalitasolle antureilla, kuten jännite- ja virtamuuntajat ja annetaan tälle IC: lle kuvan osoittamalla tavalla. Nämä signaalit näytteistetään ja muunnetaan digitaalisiksi, kerrotaan keskenään hetkellisen tehon saamiseksi. Myöhemmin nämä digitaalilähdöt muunnetaan taajuudeksi sähkömekaanisen laskurin käyttämiseksi. Lähtöpulssin taajuusnopeus on verrannollinen hetkelliseen tehoon, ja (tietyllä aikavälillä) se antaa energiansiirtoja kuormitukselle tietylle pulssimäärälle.
Mikrokontrolleri hyväksyy kaikkien kolmen energianmittauspiirin tulot kolmivaiheiseen energiamittaukseen ja toimii järjestelmän aivoina suorittamalla kaikki tarvittavat toiminnot, kuten tallentamalla ja noutamalla tietoja EEPROM , mittarin käyttö painikkeilla energiankulutuksen tarkastelemiseksi, vaiheiden kalibroimiseksi ja lukemien tyhjentämiseksi, ja se ajaa myös näyttöä dekooderin IC .
Tähän asti olemme lukeneet energiamittareista ja niiden toimintaperiaatteista. Tämän käsitteen syvempää ymmärtämistä varten seuraava kuvaus energiamittarista antaa täydelliset piirin yksityiskohdat ja sen liitännät mikro-ohjaimen avulla.
Energiamittaripiiri mikrokontrolleria käyttäen:
Seuraava kuva esittää wattituntimittaripiirin, joka on toteutettu käyttämällä Atmel AVR-mikrokontrolleri . Tämä piiri seuraa ja hankkii jatkuvasti yhden vaiheen verkkojännitteen jännite- ja virtaparametreja. Mikrokontrolleri saa nämä parametriarvot signaalin säätöpiiriltä, jota ohjaa OP-AMP-piirit .
Energiamittaripiiri mikrokontrolleria käyttäen
Tässä piirissä on kaksi virtamuuntajat kytketty sarjaan jokaisen syöttöjohdon kanssa: vaihe ja nolla. Näiden muuntajien virta-arvot lähetetään vastaaville Mikrokontrollerin ADC ja sitten ADC muuntaa nämä arvot digitaalisiksi arvoiksi, ja siten mikro-ohjain tekee välttämättä laskutoimituksia energiankulutuksen löytämiseksi. Mikrokontrolleri on ohjelmoitu siten, että ADC: n jännite- ja virta-arvot kerrotaan ja integroidaan tietylle ajanjaksolle, ja ohjaavat sitten vastaavasti laskurimekanismia, joka näyttää kulutettujen yksiköiden määrän (KW) ajanjaksolla.
Energianmittauksen lisäksi tämä järjestelmä tarjoaa myös maasulkunilmaisun mahdollisten vikojen tai ylivirtojen varalta, jotka voivat esiintyä neutraalissa tai maadoitusjohdossa, ja kääntää Valoa lähettävät diodit merkkivalo maasulun havaitsemiseksi sekä jokaiselle yksikön kulutukselle.
Tämä artikkeli kertoo wattituntimittaripiiristä ja sen toimintaperiaatteista. Tätä kutsutaan myös energiamittariksi, jota käytetään kehityksessä sähkö- ja elektroniikkaprojektit eri tekniikoilla. Jos tarvitset apua käsitteisiin, kuten energiamittarin ja energiamittarin laskutus langattomalla tekniikalla tai kommentoi alla olevassa osiossa.
Valokuvahyvitykset:
- Wattituntimittari kauppaindia
- Yksivaiheinen induktioenergiamittari tekniikka
- 3-vaiheinen sähköinen sähkömittari analoginen
- Sähkömittaripiiri mikro - ohjainta käyttäen Seuraava
