Energiamõõtur või Vatt-tunni arvest on elektriline instrument, mis mõõdab tarbijate poolt kasutatud elektrienergia hulka. Kommunaalteenused on üks elektriosakondadest, mis paigaldab need instrumendid igasse kohta, näiteks kodudesse, tööstusharudesse, organisatsioonidesse, ärihoonetesse, et tasuda elektritarbimise eest koormate abil, näiteks tuled, ventilaatorid, külmkapp ja muu kodutehnika .

Vatt-tunni arvest

Põhiline võimsusühik on vatt ja seda mõõdetakse vattmeetri abil. Tuhat vatti teeb ühe kilovati. Kui inimene kasutab ühe tunni jooksul ühte kilovatti, kulub üks energiaühik. Nii et energia meetrit mõõta kiiret pinget ja voolusid, arvutada nende korrutis ja anda hetkeline võimsus. See võimsus on integreeritud ajavahemiku jooksul, mis annab selle aja jooksul kasutatud energia.

Energiamõõturite tüübid

Energiamõõturid on jagatud kahte põhikategooriasse, näiteks:

Elektromehaaniline tüübi induktsioonmõõtur
Elektrooniline energiamõõtur

Energiamõõturid klassifitseeritakse kahte tüüpi, võttes arvesse järgmisi tegureid:

“alalisvoolu vahelduvvoolu muunduri skeem ”

Analoog- või digitaalse elektriarvesti näidikute tüübid.
Mõõtepunktide tüübid: sekundaarne ülekanne, võrk, lokaalne ja primaarjaotus.
Lõpprakendused, nagu kaubanduslik, tööstuslik ja kodumajapidamine
Tehnilised aspektid, nagu ühefaasilised, kolmefaasilised, kõrgepingelised (HT), madalpingelised (LT) ja täpsusklassi materjalid.

Elektrivarustuse ühendus võib olla üks või teine üksik faas või kolm faasi olenevalt kodumajapidamiste või äriettevõtete kasutatavast varustusest. Täpsemalt uurime selles artiklis ühefaasilise elektromehaanilise induktsioonitüübi ja kolmefaasilise elektroonilise energiamõõturi tööpõhimõtteid. kaks põhilist energiamõõturit nagu allpool kirjeldatud.

Ühefaasiline elektromehaaniline induktsioonenergia arvesti

See on tuntud ja kõige tavalisem igivana energiamõõturi tüüp. See sisaldab pöörlevat alumiiniumketast, mis on asetatud spindlile kahe elektromagnetite vahele. Ketta pöörlemiskiirus on proportsionaalne võimsusega ja see võimsus on integreeritud hammasrongide ja loendurite abil. See on valmistatud kahest räniterasest lamineeritud elektromagnetist: šundi- ja seeriamagnetid.

Seeriamagnetil on spiraal, mis koosneb mõnest pöörde paksusest traadist, mis on järjestikku ühendatud liiniga, samal ajal kui šundimagnetil on spiraal, millel on arvukalt õhukese traadi pöördeid, mis on ühendatud toiteallikaga.

Pidurdusmagnet on omamoodi püsimagnet, mis rakendab ketta tavapärasele pöörlemisele vastupidist jõudu, et nihutada ketast tasakaalustatud asendisse ja peatada ketas toite väljalülitamisel.

Ühefaasiline elektromehaaniline induktsioonenergia arvest

Seeria magnet tekitab voolu, mis on proportsionaalne voolava vooluga, ja šundimagnet tekitab voolu, mis on proportsionaalne pingega. Need kaks voogu jäävad induktiivse iseloomu tõttu 90 kraadi juurde. Nende kahe välja liides tekitab kettal pöörisvoolu, kasutades jõudu, mis on proportsionaalne hetkelise pinge, voolu ja nende vahelise faasinurga korrutisega. Ketta ühe külje kohale asetatakse pidurdusmagnet, mis tekitab kettal pidurdusmomendi pideva välja abil, mille tagab püsimagnet. Alati, kui pidurdus- ja sõidumomendid muutuvad võrdseks, muutub ketta kiirus ühtlaseks.

Alumiiniumketta võll või vertikaalne spindel on seotud hammasratta paigutusega, mis registreerib ketta pööretega proportsionaalse arvu. See käigukorraldus määrab numbri valimisnumbrite seerias ja näitab aja jooksul tarbitud energiat.

Seda tüüpi energiamõõturid on ehituselt lihtsad ja täpsus on mõnevõrra väiksem hiiliva ja muu välise välja tõttu. Seda tüüpi energiamõõturite peamine probleem on nende kalduvus manipuleerimisele, mis nõuab elektrienergia jälgimise süsteemi. Neid seeria- ja šunditüüpi arvesteid kasutatakse laialdaselt kodustes ja tööstuslikes rakendustes.

“ühepooluseline kahepoolne tulede lüliti ”

Elektroonilised energiamõõturid on täpsed, täpsed ja usaldusväärsed mõõteriistade tüübid, võrreldes elektromehaaniliste induktsioonitüüpidega arvestitega. Koormustega ühendatuna tarbivad nad vähem energiat ja hakkavad hetkega mõõtma. Niisiis, kolmefaasilise energiamõõturi elektroonilist tüüpi selgitatakse allpool selle tööpõhimõttega.

3-faasiline elektrooniline energiamõõtur

See arvesti on võimeline teostama voolu, pinge ja võimsuse mõõtmisi kolmefaasilistes toitesüsteemides. Nende kolmefaasiliste arvestite abil on asjakohaste muundurite abil võimalik mõõta ka kõrgeid pingeid ja voolusid. Allpool on näidatud üks kolmefaasiliste energiamõõturite tüüp (toodud näiteks), mis tagab usaldusväärse ja täpse energia mõõtmise võrreldes elektromehaaniliste arvestitega.

3-faasiline elektrooniline energiamõõtur

Sisendpinge ja voolu parameetrite saamiseks ja töötlemiseks kasutab see AD7755, ühefaasilist energia mõõtmise IC-d. Elektriliini pinge ja voolud määratakse signaalitasemeni, kasutades muundureid pinge- ja voolutrafod ja antud sellele IC-le, nagu on näidatud joonisel. Neist signaalidest võetakse proov ja need muudetakse digitaalseks, korrutatakse üksteisega, et saada hetkelist võimsust. Hiljem teisendatakse need digitaalväljundid elektromehaanilise loenduri juhtimiseks sageduseks. Väljundimpulsi sagedus on proportsionaalne hetkelise võimsusega ja (antud intervallis) annab see energia ülekandeid koormusele teatud arvu impulsside korral.

Mikrokontroller aktsepteerib kõigi kolme energia mõõtmise IC sisendeid kolmefaasilise energia mõõtmiseks ja on süsteemi aju, tehes kõiki vajalikke toiminguid, nagu andmete salvestamine ja hankimine EEPROM , töötab arvesti abil energiatarbimise vaatamiseks nuppude abil, faaside kalibreerimine ja näitude puhastamine ning juhib ekraani ka dekoodri IC .

Siiani oleme lugenud energiamõõturitest ja nende tööpõhimõtetest. Selle kontseptsiooni sügavamaks mõistmiseks annab järgmine arvesti energiamõõturi kohta mikrolüliti abil täielikud vooluahela detailid ja selle ühendused.

Mikrokontrollerit kasutav energiamõõturi vooluring:

Alloleval joonisel on näidatud vatt-tunniarvesti vooluring Atmel AVR mikrokontroller . See vooluahel jälgib pidevalt võrgu ühefaasilise toite pinge- ja vooluparameetreid ning omandab neid. Mikrokontroller saab need parameetri väärtused signaali konditsioneerimisahelast, mida juhib OP-AMP IC-d .

Vatttundide arvesti vooluring mikrokontrolleri abil

Energiamõõturi ahel mikrokontrolleri abil

Sellel vooluringil on kaks voolutrafod ühendatud iga toiteliiniga järjestikku: faas ja null. Nende trafode praegused väärtused saadetakse vastavatele Mikrokontrolleri ADC ja seejärel teisendab ADC need väärtused digitaalseteks väärtusteks ja seega teeb mikrokontroller energiatarbimise leidmiseks tingimata arvutused. The Mikrokontroller on programmeeritud sellisel viisil, et ADC-st saadud pinge ja voolu väärtused korrutatakse ja integreeritakse kindlaksmääratud ajaperioodi vältel ja seejärel juhitakse vastavalt loendurimehhanismi, mis kuvab aja jooksul tarbitud ühikute arvu (KW).

Lisaks energia mõõtmisele annab see süsteem ka maandusrikke indikaatori mis tahes rikke või ülevoolu korral, mis võib ilmneda neutraalses või maandusjoones, ja pöörab Valgusdioodid märguanne maandusvigade tuvastamiseks ja iga ühiku tarbimiseks.

See artikkel räägib vatt-tunnimeetri vooluringist ja selle tööpõhimõtetest. Seda nimetatakse ka energiaarvestiks - mida kasutatakse arendamisel elektri- ja elektroonikaprojektide komplektid erinevate tehnoloogiate abil. Igasuguse abi osas selliste mõistete osas nagu energiamõõturi rikkumine ja energiamõõtjate arveldamine traadita tehnoloogia abil või kommenteerige allpool toodud jaotises.

Foto autorid: