Rodzaje liczników energii i zasady ich działania

Rodzaje liczników energii i zasady ich działania

Licznik energii lub Licznik watogodzin to przyrząd elektryczny mierzący ilość energii elektrycznej zużywanej przez konsumentów. Media to jeden z działów elektrycznych, który instaluje te instrumenty w każdym miejscu, takim jak domy, przemysł, organizacje, budynki komercyjne, aby pobierać opłaty za zużycie energii elektrycznej przez obciążenia, takie jak oświetlenie, wentylatory, lodówka i inne urządzenia domowe .



Licznik watogodzin

Licznik watogodzin

Podstawową jednostką mocy są waty i jest mierzona za pomocą watomierza. Tysiąc watów tworzy jeden kilowat. Jeśli ktoś zużyje jeden kilowat w ciągu godziny, zużyta zostanie jedna jednostka energii. A więc energia metrów zmierz szybkie napięcie i prądy, oblicz ich iloczyn i podaj chwilową moc. Ta moc jest całkowana w przedziale czasu, co daje energię zużytą w tym okresie.






Rodzaje liczników energii

Liczniki energii dzieli się na dwie podstawowe kategorie, takie jak:

  • Miernik indukcyjny typu elektromechanicznego
  • Elektroniczny licznik energii

Liczniki energii dzieli się na dwa typy, biorąc pod uwagę następujące czynniki:



  • Rodzaje wyświetlaczy analogowych lub cyfrowych mierników elektrycznych.
  • Rodzaje punktów pomiarowych: przesył wtórny, sieć, dystrybucja lokalna i pierwotna.
  • Zastosowania końcowe, takie jak komercyjne, przemysłowe i domowe
  • Aspekty techniczne, takie jak pojedyncze fazy, trzy fazy, materiały o wysokim napięciu (HT), niskim napięciu (LT) i materiały o klasie dokładności.

Podłączenie zasilania elektrycznego może być albo jednofazowy lub trójfazowy w zależności od dostaw wykorzystywanych przez instalacje domowe lub komercyjne. W szczególności w tym artykule zamierzamy przestudiować zasady działania jednofazowego elektromechanicznego licznika energii indukcyjnej, a także trójfazowy elektroniczny licznik energii z wyjaśnienia dwa podstawowe liczniki energii jak opisane poniżej.

Jednofazowy elektromechaniczny licznik energii indukcyjnej

Jest to dobrze znany i najpopularniejszy typ odwiecznego licznika energii. Składa się z obracającej się aluminiowej tarczy umieszczonej na trzpieniu pomiędzy dwoma elektromagnesami. Prędkość obrotowa tarczy jest proporcjonalna do mocy, a moc ta jest integrowana za pomocą przekładni zębatych i mechanizmu licznika. Wykonany jest z dwóch elektromagnesów laminowanych stalą silikonową: bocznikowy i szeregowy.


Magnes szeregowy niesie cewkę, która składa się z kilku zwojów grubego drutu połączonych szeregowo z linią, podczas gdy magnes bocznikowy zawiera cewkę z licznymi zwojami cienkiego drutu połączonymi w poprzek zasilania.

Magnes hamujący jest rodzajem magnesu trwałego, który wywiera siłę przeciwną do normalnego obrotu tarczy, aby przesunąć tę tarczę w zrównoważoną pozycję i zatrzymać tarczę, gdy zasilanie zostaje odłączone.

Jednofazowy elektromechaniczny licznik energii indukcyjnej

Jednofazowy elektromechaniczny licznik energii indukcyjnej

Magnes szeregowy wytwarza strumień, który jest proporcjonalny do przepływającego prądu, a magnes bocznikowy wytwarza strumień proporcjonalny do napięcia. Te dwa strumienie są opóźnione o 90 stopni z powodu natury indukcyjnej. Interfejs tych dwóch pól wytwarza w dysku prąd wirowy, wykorzystując siłę, która jest proporcjonalna do iloczynu chwilowego napięcia, prądu i kąta fazowego między nimi. Magnes hamujący jest umieszczony po jednej stronie tarczy, który wytwarza moment hamujący na tarczy za pomocą stałego pola wytworzonego za pomocą magnesu trwałego. Ilekroć momenty hamowania i jazdy stają się równe, prędkość tarczy staje się stała.

Wał lub pionowe wrzeciono aluminiowej tarczy jest powiązane z przekładnią, która rejestruje liczbę proporcjonalną do obrotów tarczy. Ten układ kół zębatych ustawia liczbę w szeregu tarcz i wskazuje zużycie energii w czasie.

Ten typ licznika energii ma prostą konstrukcję, a dokładność jest nieco mniejsza z powodu pełzania i innych pól zewnętrznych. Głównym problemem związanym z tego typu licznikami energii jest ich podatność na manipulacje, co wymaga systemu monitorowania energii elektrycznej. Te liczniki szeregowe i bocznikowe są szeroko stosowane w zastosowaniach domowych i przemysłowych.

Elektroniczne liczniki energii są dokładnymi, precyzyjnymi i niezawodnymi przyrządami pomiarowymi w porównaniu z elektromechanicznymi miernikami indukcyjnymi. Po podłączeniu do obciążeń zużywają mniej energii i rozpoczynają pomiary natychmiastowe. Tak więc elektroniczny typ trójfazowego licznika energii jest wyjaśniony poniżej z jego zasadą działania.

3-fazowy elektroniczny licznik energii

Miernik umożliwia pomiary prądu, napięcia i mocy w trójfazowych układach zasilania. Przy użyciu tych trójfazowych mierników możliwy jest również pomiar wysokich napięć i prądów przy użyciu odpowiednich przetworników. Poniżej przedstawiono jeden z typów trójfazowych liczników energii (podany jako przykład), który zapewnia niezawodny i dokładny pomiar energii w porównaniu z licznikami elektromechanicznymi.

3-fazowy elektroniczny licznik watogodzin

3-fazowy elektroniczny licznik energii

Wykorzystuje AD7755, jednofazowy układ scalony do pomiaru energii do gromadzenia i przetwarzania parametrów napięcia i prądu wejściowego. Napięcie i prądy linii energetycznej są oceniane do poziomu sygnału za pomocą podobnych przetworników przekładniki napięciowe i prądowe i podane do tego IC, jak pokazano na rysunku. Sygnały te są próbkowane i konwertowane do postaci cyfrowej, mnożone przez siebie, aby uzyskać chwilową moc. Później te wyjścia cyfrowe są konwertowane na częstotliwość, aby sterować licznikiem elektromechanicznym. Częstotliwość impulsu wyjściowego jest proporcjonalna do mocy chwilowej i (w zadanym przedziale) przekazuje energię do obciążenia na określoną liczbę impulsów.

Mikrokontroler przyjmuje dane wejściowe ze wszystkich trzech układów scalonych do pomiaru energii do trójfazowego pomiaru energii i służy jako mózg systemu, wykonując wszystkie niezbędne operacje, takie jak przechowywanie i odzyskiwanie danych z EEPROM obsługi miernika za pomocą przycisków do podglądu zużycia energii, kalibracji faz i kasowania odczytów, a także steruje wyświetlaczem za pomocą dekoder IC .

Do tej pory czytaliśmy o licznikach energii i zasadach ich działania. Aby lepiej zrozumieć tę koncepcję, poniższy opis licznika energii podaje pełne szczegóły obwodu i jego połączeń za pomocą mikrokontrolera.

Obwód licznika energii za pomocą mikrokontrolera:

Poniższy rysunek przedstawia obwód licznika energii zaimplementowany przy użyciu Mikrokontroler Atmel AVR . Obwód ten stale monitoruje i rejestruje parametry napięciowe i prądowe jednofazowego zasilania sieciowego. Mikrokontroler pobiera te wartości parametrów z obwodu kondycjonowania sygnału, którym steruje Układy scalone OP-AMP .

Obwód watomierza za pomocą mikrokontrolera

Obwód licznika energii za pomocą mikrokontrolera

Ten obwód ma dwa przekładniki prądowe połączone szeregowo z każdą linią zasilającą: fazową i neutralną. Aktualne wartości z tych transformatorów są wysyłane do odpowiednich ADC mikrokontrolera , a następnie ADC konwertuje te wartości na wartości cyfrowe, a zatem mikrokontroler koniecznie wykonuje obliczenia, aby znaleźć zużycie energii. Plik Mikrokontroler jest zaprogramowany w taki sposób, że wartości napięcia i prądu z ADC są mnożone i całkowane w określonym przedziale czasu, a następnie odpowiednio sterują mechanizmem licznika, który wyświetla liczbę zużytych jednostek (KW) w okresie czasu.

Oprócz pomiaru energii system ten zapewnia również wskazanie zwarcia doziemnego w przypadku jakiegokolwiek zwarcia lub przetężenia, które może wystąpić w linii neutralnej lub uziemionej i odpowiednio włącza Diody emitujące światło wskazanie do wykrywania zwarcia doziemnego, jak również dla każdego zużycia jednostkowego.

Ten artykuł dotyczy obwodu licznika energii i jego zasady działania. Jest to również znane jako licznik energii - który jest używany podczas opracowywania zestawy projektów elektrycznych i elektronicznych różnymi technologiami. Aby uzyskać pomoc dotyczącą takich pojęć, jak manipulowanie licznikiem energii i rozliczanie liczników energii w technologii bezprzewodowej lub komentarz w sekcji podanej poniżej.

Kredyty fotograficzne:

  • Licznik energii wg tradeindia
  • Jednofazowy licznik energii indukcyjnej wg Inżynieria
  • Elektroniczny 3-fazowy licznik energii elektrycznej wg analog
  • Obwód licznika energii elektrycznej za pomocą mikrokontrolera wg Kolejny