Enerģijas skaitītājs vai Vatstundu skaitītājs ir elektrisks instruments, kas mēra patērētāju patērētās elektriskās enerģijas daudzumu. Komunālie pakalpojumi ir viena no elektrības nodaļām, kas uzstāda šos instrumentus visās vietās, piemēram, mājās, rūpniecībā, organizācijās, komerciālās ēkās, lai iekasētu maksu par elektroenerģijas patēriņu, izmantojot tādas slodzes kā gaismas, ventilatori, ledusskapis un citas ierīces. cita sadzīves tehnika .
Vatstundu skaitītājs
Jaudas pamatvienība ir vati, un to mēra, izmantojot vatmetru. Viens tūkstotis vatu veido vienu kilovatu. Ja vienas stundas laikā tiek izmantots viens kilovats, tiek patērēta viena enerģijas vienība. Tātad enerģija metri izmēra straujo spriegumu un strāvas, aprēķina to reizinājumu un dod momentāno jaudu. Šī jauda ir integrēta laika intervālā, kas dod šajā laika posmā izmantoto enerģiju.
Enerģijas skaitītāju veidi
Enerģijas skaitītāji tiek klasificēti divās pamatkategorijās, piemēram:
- Elektromehāniskais indukcijas skaitītājs
- Elektroniskais enerģijas skaitītājs
Enerģijas skaitītājus klasificē divos veidos, ņemot vērā šādus faktorus:
- Displeju veidi Analogais vai digitālais elektriskais skaitītājs.
- Mērīšanas punktu veidi: sekundārā pārraide, tīkls, lokālais un primārais sadalījums.
- Gala lietojumi, piemēram, komerciāls, rūpniecisks un mājsaimniecības mērķis
- Tehniskie aspekti, piemēram, vienfāzes, trīsfāzes, augstsprieguma (HT), zema sprieguma (LT) un precizitātes klases materiāli.
Elektrības padeves savienojums var būt vai nu viena fāze vai trīs fāzes atkarībā no piegādes, ko izmanto vietējās vai komerciālās iekārtas. Šajā rakstā mēs pētīsim vienfāzes elektromehāniskās indukcijas tipa enerģijas skaitītāja un arī trīsfāžu elektroniskā enerģijas skaitītāja darbības principus divi pamata enerģijas skaitītāji kā aprakstīts turpmāk.
Vienfāzes elektromehāniskās indukcijas enerģijas skaitītājs
Tas ir plaši pazīstams un visizplatītākais veco enerģijas skaitītāju veids. Tas sastāv no rotējoša alumīnija diska, kas novietots uz vārpstas starp diviem elektromagnētiem. Diska griešanās ātrums ir proporcionāls jaudai, un šī jauda tiek integrēta, izmantojot zobratu vilcienus un pretmehānismu. Tas ir izgatavots no diviem silīcija tērauda laminētiem elektromagnētiem: šunta un sērijveida magnētiem.
Sērijas magnētam ir spirāle, kas sastāv no dažiem biezuma stieples pagriezieniem, kas savienoti virknē ar līniju, savukārt šunta magnēts - ar spirāli ar daudziem plānas stieples pagriezieniem, kas savienoti pāri padevei.
Bremžu magnēts ir sava veida pastāvīgais magnēts, kas pieliek spēku, kas ir pretējs parastajai diska rotācijai, lai pārvietotu šo disku līdzsvarotā stāvoklī un apturētu disku, kamēr strāva iziet.
Vienfāzes elektromehāniskās indukcijas enerģijas skaitītājs
Sērijas magnēts rada plūsmu, kas ir proporcionāla plūstošajai strāvai, un šunta magnēts rada plūsmu, kas proporcionāla spriegumam. Šie divi plūsmas atpaliek 90 grādos induktīvās dabas dēļ. Šo divu lauku saskarne rada virpuļstrāvu diskā, izmantojot spēku, kas ir proporcionāls momentānā sprieguma, strāvas un fāzes leņķa reizinājumam starp tiem. Virs vienas diska malas ir novietots bremzēšanas magnēts, kas ar pastāvīgu magnētu nodrošina nemainīgu lauku uz diska bremzēšanas momentu. Ikreiz, kad bremzēšanas un braukšanas griezes moments kļūst vienāds, diska ātrums kļūst vienmērīgs.
Alumīnija diska vārpsta vai vertikālā vārpsta ir saistīta ar pārnesumu izvietojumu, kas reģistrē skaitli, kas proporcionāls diska apgriezieniem. Šis pārnesumu izvietojums nosaka numuru virknē ciparu un norāda laika gaitā patērēto enerģiju.
Šāda veida enerģijas skaitītāji ir vienkārši uzbūvēti, un precizitāte ir nedaudz mazāka ložņu un citu ārējo lauku dēļ. Galvenā problēma ar šāda veida enerģijas skaitītājiem ir to pakļautība manipulācijām, kas prasa elektroenerģijas uzraudzības sistēmu. Šīs sērijas un šunta tipa skaitītājus plaši izmanto mājas un rūpniecības vajadzībām.
Elektroniskie enerģijas skaitītāji ir precīzi, precīzi un uzticami mērinstrumentu veidi, salīdzinot ar elektromehāniskās indukcijas tipa skaitītājiem. Savienojot ar slodzēm, viņi patērē mazāk enerģijas un sāk mērīt momentāno. Tātad trīsfāžu enerģijas skaitītāja elektroniskais tips ir izskaidrots ar tā darbības principu.
3 fāžu elektroniskais enerģijas skaitītājs
Šis skaitītājs spēj veikt strāvas, sprieguma un jaudas mērījumus trīsfāžu barošanas sistēmās. Izmantojot šos trīsfāžu skaitītājus, ir iespējams izmērīt arī augstu spriegumu un strāvu, izmantojot atbilstošus pārveidotājus. Viens no trīsfāzu enerģijas skaitītāju veidiem ir parādīts zemāk (dots kā piemērs), kas nodrošina drošu un precīzu enerģijas mērīšanu salīdzinājumā ar elektromehāniskajiem skaitītājiem.
3 fāžu elektroniskais enerģijas skaitītājs
Tas izmanto AD7755, vienfāzes enerģijas mērīšanas IC, lai iegūtu un apstrādātu ieejas sprieguma un strāvas parametrus. Elektropārvades līnijas spriegumu un strāvu nosaka līdz signāla līmenim, izmantojot tādus pārveidotājus kā sprieguma un strāvas transformatori un dota šai IC, kā parādīts attēlā. Šie signāli tiek atlasīti un pārveidoti ciparu formātā, reizināti ar otru, lai iegūtu momentāno jaudu. Vēlāk šīs digitālās izejas tiek pārveidotas par frekvenci, lai darbinātu elektromehānisko skaitītāju. Izejas impulsa frekvences ātrums ir proporcionāls momentānai jaudai, un (noteiktā intervālā) tas dod enerģijas pārnesi uz slodzi noteiktam impulsu skaitam.
Mikrokontrolleris pieņem visu trīs enerģijas mērīšanas IC ievadi trīsfāzu enerģijas mērīšanai un kalpo kā sistēmas smadzenes, veicot visas nepieciešamās darbības, piemēram, datu glabāšanu un izgūšanu no EEPROM , darbinot skaitītāju, izmantojot pogas, lai apskatītu enerģijas patēriņu, kalibrētu fāzes un notīrītu rādījumus, un tas arī virza displeju, izmantojot dekodētāja IC .
Līdz šim mēs esam lasījuši par enerģijas skaitītājiem un to darbības principiem. Lai dziļāk izprastu šo jēdzienu, šāds apraksts par enerģijas skaitītāju sniedz pilnīgu ķēdes informāciju un tās savienojumus, izmantojot mikrokontrolleru.
Enerģijas skaitītāja ķēde, izmantojot mikrokontrolleru:
Zemāk redzamajā attēlā parādīta vatstundu skaitītāja shēma, kas ieviesta, izmantojot Atmel AVR mikrokontrolleris . Šī shēma nepārtraukti uzrauga un iegūst tīkla vienfāzes padeves sprieguma un strāvas parametrus. Mikrokontrolleris iegūst šo parametru vērtības no signāla kondicionēšanas ķēdes, kuru vada OP-AMP IC .
Enerģijas skaitītāja ķēde, izmantojot mikrokontrolleru
Šai shēmai ir divas strāvas transformatori savienots virknē ar katru padeves līniju: fāzes un neitrāls. Pašreizējās vērtības no šiem transformatoriem tiek nosūtītas attiecīgajam Mikrokontrollera ADC , un pēc tam ADC pārveido šīs vērtības ciparu vērtībās, un tādējādi mikrokontrolleris obligāti veic aprēķinus, lai atrastu enerģijas patēriņu. The Mikrokontrolleris ir ieprogrammēts tādā veidā, ka sprieguma un strāvas vērtības no ADC tiek reizinātas un integrētas noteiktā laika periodā, un pēc tam attiecīgi darbina skaitītāja mehānismu, kas parāda patērēto vienību skaitu (KW) noteiktā laika posmā.
Papildus enerģijas mērījumiem šī sistēma nodrošina arī zemes defektu indikāciju jebkura bojājuma vai pārslodzes gadījumā, kas var notikt neitrālā vai iezemētā līnijā, un atbilstoši pagriež Gaismas diodes indikācija zemes defektu noteikšanai, kā arī katram vienības patēriņam.
Šis raksts ir par vatstundu skaitītāja ķēdi un tās darbības principiem. To sauc arī par enerģijas skaitītāju, ko izmanto izstrādē elektrisko un elektronisko projektu komplekti izmantojot dažādas tehnoloģijas. Par jebkādu palīdzību attiecībā uz tādiem jēdzieniem kā enerģijas skaitītāja sagrozīšana un enerģijas skaitītāju norēķini, izmantojot bezvadu tehnoloģiju vai komentāru zemāk dotajā sadaļā.
Foto kredīti:
- Vatstundas mērītājs pēc tirdzniecība
- Vienfāzes indukcijas enerģijas skaitītājs inženierzinātnes
- 3 fāžu elektroniskais elektrības skaitītājs analogais
- Elektroenerģijas skaitītāja ķēde, izmantojot mikrokontrolleru Nākamais
