Счетчик энергии или Ватт-час метр представляет собой электрический прибор, измеряющий количество электроэнергии, потребляемой потребителями. Коммунальные предприятия являются одним из электрических отделов, которые устанавливают эти инструменты в любом месте, например, в домах, на производстве, в организациях, коммерческих зданиях, чтобы взимать плату за потребление электроэнергии такими нагрузками, как освещение, вентиляторы, холодильник и другая бытовая техника .

Ватт-час метр

Базовая единица мощности - ватты, и она измеряется с помощью ваттметра. Из тысячи ватт получается один киловатт. Если использовать один киловатт в течение одного часа, потребляется одна единица энергии. Так энергия метры измерить быстрые напряжение и токи, вычислить их произведение и дать мгновенную мощность. Эта мощность интегрируется по временному интервалу, что дает энергию, использованную за этот период времени.

Типы счетчиков энергии

Счетчики энергии подразделяются на две основные категории, такие как:

“фильтры высоких и низких частот ”

Электромеханический индукционный измеритель
Электронный счетчик энергии

Счетчики энергии подразделяются на два типа с учетом следующих факторов:

Виды дисплеев аналогового или цифрового электросчетчика.
Типы точек учета: вторичная передача, сеть, местное и первичное распределение.
Конечные приложения, такие как коммерческое, промышленное и бытовое назначение
Технические аспекты, такие как однофазные, трехфазные, материалы высокого напряжения (HT), низкого напряжения (LT) и класса точности.

Подключение к электросети может быть один этап или трехфазный в зависимости от поставок, используемых в бытовых или коммерческих установках. В частности, в этой статье мы изучим принципы работы однофазного электромеханического индукционного счетчика энергии, а также трехфазного электронного счетчика энергии из объяснения два основных счетчика энергии как описано ниже.

Однофазный электромеханический индукционный измеритель энергии

Это хорошо известный и наиболее распространенный тип старинных счетчиков энергии. Он представляет собой вращающийся алюминиевый диск, установленный на шпинделе между двумя электромагнитами. Скорость вращения диска пропорциональна мощности, и эта мощность интегрируется за счет использования зубчатых колес и механизма противодействия. Он состоит из двух пластинчатых электромагнитов из кремнистой стали: шунтирующих и последовательных магнитов.

Последовательный магнит несет катушку, состоящую из нескольких витков толстого провода, соединенного последовательно с линией, тогда как шунтирующий магнит несет катушку с многочисленными витками тонкой проволоки, подключенными к источнику питания.

Тормозной магнит - это своего рода постоянный магнит, который применяет силу, противоположную нормальному вращению диска, для перемещения этого диска в сбалансированное положение и остановки диска при отключении питания.

Однофазный электромеханический индукционный счетчик энергии

Последовательный магнит создает поток, пропорциональный протекающему току, а шунтирующий магнит создает поток, пропорциональный напряжению. Эти два потока запаздывают на 90 градусов из-за индуктивного характера. Интерфейс этих двух полей создает вихревой ток в диске, используя силу, которая пропорциональна произведению мгновенного напряжения, тока и фазового угла между ними. Тормозной магнит размещен на одной стороне диска, который создает тормозной момент на диске с помощью постоянного поля, создаваемого с помощью постоянного магнита. Когда тормозной и движущий моменты становятся равными, скорость диска становится постоянной.

Вал или вертикальный шпиндель алюминиевого диска связан с зубчатой передачей, которая записывает число, пропорциональное оборотам диска. Эта передача устанавливает число в серии циферблатов и указывает энергию, потребляемую с течением времени.

Этот тип счетчиков энергии прост по конструкции, а точность несколько ниже из-за ползучести и других внешних полей. Основная проблема с этими типами счетчиков энергии - их склонность к взлому, что требует наличия системы контроля электроэнергии. Эти серийные и шунтирующие измерители широко используются в бытовых и промышленных приложениях.

Электронные счетчики энергии являются точными, точными и надежными измерительными приборами по сравнению с электромеханическими индукционными счетчиками. При подключении к нагрузке они потребляют меньше энергии и начинают измерения мгновенно. Итак, электронный тип трехфазного счетчика электроэнергии поясняется ниже с принципом его работы.

Трехфазный электронный счетчик энергии

Этот измеритель может выполнять измерения тока, напряжения и мощности в трехфазных системах питания. Используя эти трехфазные измерители, также можно измерять высокие напряжения и токи с помощью соответствующих преобразователей. Один из типов трехфазных счетчиков энергии показан ниже (приведен в качестве примера), который обеспечивает надежное и точное измерение энергии по сравнению с электромеханическими счетчиками.

Трехфазный электронный счетчик энергии

Он использует AD7755, однофазную ИС для измерения энергии, для сбора и обработки параметров входного напряжения и тока. Напряжение и токи в линии питания рассчитываются до уровня сигнала с помощью датчиков типа трансформаторы напряжения и тока и передается этой ИС, как показано на рисунке. Эти сигналы дискретизируются и преобразуются в цифровые, затем умножаются друг на друга для получения мгновенной мощности. Позже эти цифровые выходы преобразуются в частоту для управления электромеханическим счетчиком. Частота выходного импульса пропорциональна мгновенной мощности и (в заданном интервале) дает энергию, передаваемую нагрузке для определенного числа импульсов.

Микроконтроллер принимает входные данные от всех трех микросхем измерения энергии для трехфазного измерения энергии и служит мозгом системы, выполняя все необходимые операции, такие как сохранение и получение данных из EEPROM , управление счетчиком с помощью кнопок для просмотра потребления энергии, калибровки фаз и сброса показаний, а также управление дисплеем с помощью декодер IC .

До сих пор мы ознакомились с счетчиками электроэнергии и принципами их работы. Для более глубокого понимания этой концепции в следующем описании счетчика энергии дается полная информация о схеме и ее соединениях с использованием микроконтроллера.

“что такое примеры переменного и постоянного тока ”

Схема измерителя энергии с использованием микроконтроллера:

На рисунке ниже показана схема счетчика ватт-часов, реализованная с использованием Микроконтроллер Atmel AVR . Эта схема непрерывно отслеживает и регистрирует параметры напряжения и тока однофазной сети. Микроконтроллер получает значения этих параметров от схемы преобразования сигнала, которая управляется ИС OP-AMP .

Схема счетчика ватт-часов с использованием микроконтроллера

Схема счетчика энергии с использованием микроконтроллера

Эта схема имеет два трансформаторы тока соединены последовательно с каждой линией питания: фазой и нейтралью. Текущие значения от этих трансформаторов отправляются в соответствующие АЦП микроконтроллера , а затем АЦП преобразует эти значения в цифровые значения, и, таким образом, микроконтроллер обязательно выполняет вычисления, чтобы определить потребление энергии. В Микроконтроллер запрограммирован таким образом, что значения напряжения и тока от АЦП умножаются и интегрируются за указанный период времени, а затем, соответственно, приводят в действие механизм счетчика, который отображает количество потребляемых единиц (кВт) за период времени.

Помимо измерения энергии, эта система также обеспечивает индикацию замыкания на землю в случае любого замыкания или перегрузки по току, которые могут возникнуть в нейтрали или линии заземления, и соответствующим образом включает Светодиоды индикация для обнаружения замыкания на землю, а также для каждого энергопотребления.

Эта статья о схеме ваттметра и принципах его работы. Это также известно как счетчик энергии, который используется при разработке комплекты электрических и электронных проектов по разным технологиям. Для любой помощи относительно таких понятий, как вмешательство в счетчик энергии и выставление счетов по счетчику энергии с использованием беспроводной технологии , или прокомментируйте в разделе, приведенном ниже.

Фото: