Merilnik energije ali Merilnik vatnih ur je električni instrument, ki meri količino električne energije, ki jo porabijo potrošniki. Komunalne službe so eden od oddelkov za elektriko, ki te inštrumente namestijo povsod, kot so domovi, industrije, organizacije, poslovne stavbe, da porabo električne energije zaračunajo z obremenitvami, kot so luči, ventilatorji, hladilnik in drugi gospodinjski aparati .

Merilnik vatnih ur

Osnovna enota moči je vati, merimo pa jo z uporabo vatmetra. Tisoč vatov pomeni en kilovat. Če v eni uri uporabimo en kilovat, se porabi ena enota energije. Torej energija metrov izmerite hitro napetost in tokove, izračunajte njihov produkt in dajte trenutno moč. Ta moč je integrirana v časovnem intervalu, kar daje porabljeno energijo v tem časovnem obdobju.

Vrste merilnikov energije

Merilniki energije so razdeljeni v dve osnovni kategoriji, kot so:

Elektromehanski indukcijski števec
Elektronski merilnik energije

Merilniki energije so razvrščeni v dve vrsti, pri čemer se upoštevajo naslednji dejavniki:

Vrste zaslonov analogni ali digitalni električni števec.
Vrste merilnih mest: sekundarni prenos, omrežje, lokalna in primarna distribucija.
Končne aplikacije, kot so komercialni, industrijski in domači namen
Tehnični vidiki, kot so enofazne, trifazne, visokonapetostne (HT), nizko napetostne (LT) in materiali razreda točnosti.

Priključek za oskrbo z električno energijo je lahko kateri koli enofazna ali tri faze odvisno od ponudbe, ki jo porabijo domače ali komercialne naprave. Zlasti v tem članku bomo proučili načela delovanja enofaznega elektromehanskega merilnika energije z indukcijskim tipom in tudi trifazni elektronski števec energije iz razlage dva osnovna števca energije kot je opisano spodaj.

Enofazni elektromehanski indukcijski merilnik energije

Je znana in najpogostejša vrsta starodavnih merilnikov energije. Vsebuje vrtljiv aluminijast kolut, nameščen na vretenu med dvema elektromagnetoma. Hitrost vrtenja diska je sorazmerna z močjo, ta moč pa je integrirana z uporabo zobniških mehanizmov in števca. Narejen je iz dveh elektromagnetov, laminiranih s silicijevim jeklom: ranžirnih in serijskih magnetov.

Serijski magnet nosi tuljavo, ki je sestavljena iz nekaj zavojev debeline žice, povezane zaporedno s črto, medtem ko magnetni magnet nosi tuljavo s številnimi zavoji tanke žice, povezane preko dovoda.

Zavorni magnet je nekakšen trajni magnet, ki uporablja silo, ki je nasprotna običajnemu vrtenju diska, da ta disk premakne v uravnotežen položaj in zaustavi disk med izklopom napajanja.

Enofazni elektromehanski indukcijski števec energije

“nizkoprepustni in visokoprepustni filter ”

Serijski magnet proizvaja tok, ki je sorazmeren s tekočim tokom, magnetni magnet pa proizvaja tok, sorazmeren napetosti. Ta dva toka zaradi induktivne narave zaostajata pri 90 stopinjah. Vmesnik teh dveh polj ustvarja vrtinčni tok na disku z uporabo sile, ki je sorazmerna zmnožku trenutne napetosti, toka in faznega kota med njimi. Na eni strani diska je nameščen zavorni magnet, ki s konstantnim poljem, ki ga zagotavlja trajni magnet, ustvari zavorni navor na disku. Kadar zavorni in pogonski navor postaneta enaka, hitrost diska postane enakomerna.

Gred ali navpično vreteno aluminijastega diska je povezano z razporeditvijo zobnikov, ki beleži število, sorazmerno z vrtljaji diska. Ta razporeditev zobnikov nastavi številko v vrsti številčnic in prikazuje porabljeno energijo skozi čas.

Ta vrsta merilnika energije je enostavne izdelave, natančnost pa je nekoliko manjša zaradi plazenja in drugih zunanjih polj. Najpomembnejša težava teh vrst merilnikov energije je nagnjenost k nedovoljenim posegom, zaradi česar je potreben sistem za nadzor električne energije. Ti merilniki serije in ranžirnega tipa se pogosto uporabljajo v gospodinjstvih in industriji.

Elektronski števci energije so natančni, natančni in zanesljivi merilni instrumenti v primerjavi z elektromehanskimi indukcijskimi merilniki. Ko so priključeni na obremenitve, porabijo manj energije in začnejo meriti v trenutku. Torej, elektronski tip trifaznega števca energije je v nadaljevanju razložen s svojim načelom delovanja.

3-fazni elektronski merilnik energije

Ta merilnik lahko izvaja meritve toka, napetosti in moči v trifaznih napajalnih sistemih. Z uporabo teh treh faznih števcev je mogoče z uporabo ustreznih pretvornikov izmeriti tudi visoke napetosti in tokove. Spodaj je prikazana ena od vrst trifaznih števcev energije (navedena kot primer), ki zagotavlja zanesljivo in natančno merjenje energije v primerjavi z elektromehanskimi števci.

3-fazni elektronski merilnik energije

Za pridobivanje in obdelavo parametrov vhodne napetosti in toka uporablja AD7755, enofazno IC za merjenje energije. Napetost in tokovi daljnovoda se s pomočjo pretvornikov, na primer, ocenijo do ravni signala napetostni in tokovni transformatorji in dana tej IC, kot je prikazano na sliki. Ti signali se vzorčijo in pretvorijo v digitalne, pomnožijo med seboj, da dobijo trenutno moč. Kasneje se ti digitalni izhodi pretvorijo v frekvenco za pogon elektromehanskega števca. Frekvenca izhodnega impulza je sorazmerna trenutni moči in (v določenem intervalu) daje prenose energije obremenitvi za določeno število impulzov.

Mikrokrmilnik sprejme vhode vseh treh IC za merjenje energije za trifazno merjenje energije in služi kot možgani sistema z izvajanjem vseh potrebnih operacij, kot so shranjevanje in pridobivanje podatkov iz EEPROM , upravljal z merilnikom z gumbi za prikaz porabe energije, umerjanjem faz in brisanjem odčitkov ter poganja zaslon z uporabo dekodirnik IC .

Do zdaj smo prebrali o števcih energije in njihovih načelih dela. Za poglobljeno razumevanje tega koncepta v naslednjem opisu merilnika energije najdete popolne podrobnosti vezja in njegove povezave z uporabo mikrokrmilnika.

Vezje merilnika energije z uporabo mikrokrmilnika:

Spodnja slika prikazuje vezje merilnika vatnih ur, izvedeno z uporabo Mikrokrmilnik Atmel AVR . To vezje neprekinjeno spremlja in pridobiva napetostne in tokovne parametre omrežne enofazne oskrbe. Mikrokrmilnik pridobi te vrednosti parametrov iz vezja za kondicioniranje signala, ki ga poganja IC-OP-AMP .

Watt Hour Meter Circuit z uporabo mikrokrmilnika

Vezje merilnika energije z uporabo mikrokrmilnika

To vezje ima dva tokovni transformatorji povezani zaporedno z vsako napajalno linijo: fazno in nevtralno Trenutne vrednosti teh transformatorjev se pošljejo ustreznemu ADC mikrokrmilnika , nato pa ADC pretvori te vrednosti v digitalne vrednosti, zato mikrokrmilnik nujno izračuna, da najde porabo energije. The Mikrokrmilnik je programiran tako, da se vrednosti napetosti in toka iz ADC pomnožijo in integrirajo v določenem časovnem obdobju, nato pa ustrezno poganjajo števec, ki prikazuje število porabljenih enot (KW) v časovnem obdobju.

Poleg merjenja energije ta sistem nudi tudi indikacijo zemeljske napake v primeru kakršne koli napake ali prekomernega toka, ki se lahko pojavi v nevtralnem ali ozemljitvenem vodu, in ustrezno obrne Svetleče diode indikacija za odkrivanje zemeljske napake kot tudi za vsako porabo enote.

Ta članek govori o vezju števcev vatnih ur in njegovih načelih dela. To je znano tudi kot merilnik energije, ki se uporablja pri razvoju kompleti za električne in elektronske projekte z različnimi tehnologijami. Za kakršno koli pomoč v zvezi s koncepti, kot so nedovoljeno spreminjanje merilnika energije in obračunavanje števcev energije z uporabo brezžične tehnologije ali komentar v spodnjem oddelku.

Zasluge za fotografije: