Měřič energie nebo Měřič watthodiny je elektrický přístroj, který měří množství elektrické energie spotřebované spotřebiteli. Utility jsou jedním z elektrických oddělení, která instalují tyto nástroje na všech místech, jako jsou domácnosti, průmyslová odvětví, organizace, komerční budovy, aby nabízely spotřebu elektřiny zátěží, jako jsou světla, ventilátory, chladničky a jiné domácí spotřebiče .
Měřič watthodiny
Základní jednotka výkonu je watt a měří se pomocí wattmetru. Jeden tisíc wattů činí jeden kilowatt. Pokud člověk spotřebuje jeden kilowatt za hodinu, spotřebuje se jedna jednotka energie. Takže energie metrů změřit rychlé napětí a proudy, vypočítat jejich součin a poskytnout okamžitý výkon. Tato síla je integrována v časovém intervalu, který dává energii využitou v tomto časovém období.
Druhy měřičů energie
Měřiče energie jsou rozděleny do dvou základních kategorií, například:
- Elektromechanický indukční měřič typu
- Elektronický měřič energie
Měřiče energie se dělí na dva typy s ohledem na následující faktory:
- Typy displejů analogový nebo digitální elektroměr.
- Typy měřicích bodů: sekundární přenos, mřížka, místní a primární distribuce.
- Ukončete aplikace jako komerční, průmyslové a domácí použití
- Technické aspekty jako jednofázové, třífázové, High Tension (HT), Low Tension (LT) a materiály třídy přesnosti.
Připojení k elektrické energii může být buď jednofázový nebo tři fáze v závislosti na dodávce využívané domácími nebo komerčními instalacemi. Zejména v tomto článku se budeme zabývat pracovními principy jednofázového elektromechanického indukčního typu měřiče energie a také třífázového elektronického měřiče energie z vysvětlení dva základní měřiče energie jak je popsáno níže.
Jednofázový elektromechanický indukční měřič energie
Jedná se o známý a nejběžnější typ starodávného měřiče energie. Skládá se z rotujícího hliníkového kotouče umístěného na vřetenu mezi dvěma elektromagnety. Rychlost otáčení disku je úměrná výkonu a tento výkon je integrován pomocí převodových ústrojí a mechanismu počítadla. Je vyroben ze dvou laminovaných elektromagnetů z křemíkové oceli: bočních a sériových magnetů.
Sériový magnet nese cívku, která má několik závitů drátu o tloušťce zapojených do série s linkou, zatímco bočníkový magnet nese cívku s mnoha závity tenkého drátu připojeného přes napájecí zdroj.
Brzdný magnet je druh permanentního magnetu, který aplikuje sílu opačnou k normální rotaci disku, aby posunul tento disk do vyvážené polohy a zastavil disk při odpojení napájení.
Jednofázový elektromechanický indukční měřič energie
Sériový magnet vytváří tok, který je úměrný protékajícímu proudu, a bočníkový magnet vytváří tok úměrný napětí. Tyto dva toky zaostávají o 90 stupňů kvůli indukční povaze. Rozhraní těchto dvou polí produkuje vířivý proud v disku a využívá sílu, která je úměrná součinu okamžitého napětí, proudu a fázového úhlu mezi nimi. Na jednu stranu disku je umístěn brzdný magnet, který vytváří brzdný moment na disku konstantním polem poskytovaným pomocí permanentního magnetu. Kdykoli se brzdný a hnací moment vyrovnají, rychlost disku se ustálí.
Hřídel nebo svislé vřeteno hliníkového kotouče je spojeno s převodovým uspořádáním, které zaznamenává počet úměrný otáčkám kotouče. Toto uspořádání převodů nastavuje počet v řadě číselníků a označuje energii spotřebovanou v průběhu času.
Tento typ měřiče energie má jednoduchou konstrukci a přesnost je poněkud nižší kvůli plazivým a jiným vnějším polím. Hlavním problémem u těchto typů měřičů energie je jejich náchylnost k neoprávněné manipulaci, která vyžaduje systém monitorování elektrické energie. Tyto sériové a bočníkové měřiče jsou široce používány v domácích a průmyslových aplikacích.
Elektronické měřiče energie jsou přesný, přesný a spolehlivý typ měřicích přístrojů ve srovnání s elektromechanickými indukčními měřiči. Po připojení k zátěžím spotřebovávají méně energie a začnou měřit okamžitě. Elektronický typ třífázového měřiče energie je tedy vysvětlen níže s jeho pracovním principem.
3fázový elektronický měřič energie
Tento měřič je schopen provádět měření proudu, napětí a výkonu ve třífázových napájecích systémech. Použitím těchto třífázových měřičů je také možné měřit vysoké napětí a proudy pomocí vhodných převodníků. Níže je uveden jeden z typů třífázových měřičů energie (uveden jako příklad), který zajišťuje spolehlivé a přesné měření energie ve srovnání s elektromechanickými měřiči.
3fázový elektronický měřič energie
Využívá AD7755, jednofázový integrovaný obvod pro měření energie k získávání a zpracování vstupních parametrů napětí a proudu. Napětí a proudy elektrického vedení jsou dimenzovány na úroveň signálu pomocí podobných převodníků transformátory napětí a proudu a daný IC, jak je znázorněno na obrázku. Tyto signály jsou vzorkovány a převedeny na digitální, navzájem se násobí, aby se získal okamžitý výkon. Později jsou tyto digitální výstupy převedeny na frekvenci pro pohon elektromechanického čítače. Frekvence výstupního impulzu je úměrná okamžitému výkonu a (v daném intervalu) poskytuje přenosy energie do zátěže pro určitý počet impulzů.
Mikrokontrolér přijímá vstupy ze všech tří integrovaných obvodů pro měření energie pro třífázové měření energie a slouží jako mozek systému prováděním všech nezbytných operací, jako je ukládání a načítání dat z EEPROM , obsluha měřiče pomocí tlačítek pro zobrazení spotřeby energie, kalibrace fází a mazání naměřených hodnot a také pohání displej pomocí dekodér IC .
Dosud jsme četli o měřičích energie a jejich pracovních principech. Pro hlubší pochopení tohoto konceptu poskytuje následující popis měřiče energie úplné podrobnosti obvodu a jeho připojení pomocí mikrokontroléru.
Obvod měřiče energie pomocí mikrokontroléru:
Níže uvedený obrázek ukazuje obvod watt-hodinového měřiče implementovaný pomocí Mikrokontrolér Atmel AVR . Tento obvod nepřetržitě sleduje a získává napěťové a proudové parametry síťového jednofázového napájení. Mikrokontrolér získává tyto hodnoty parametrů z obvodu pro úpravu signálu, který je řízen Integrované obvody OP-AMP .
Obvod měřiče energie pomocí mikrokontroléru
Tento obvod má dva proudové transformátory zapojeno do série s každým napájecím vedením: fázovým a nulovým. Aktuální hodnoty z těchto transformátorů jsou odeslány příslušným ADC mikrokontroléru , a pak ADC převede tyto hodnoty na digitální hodnoty, a tak mikrokontrolér nutně provede výpočty k nalezení spotřeby energie. The Mikrokontrolér je naprogramován takovým způsobem, že se hodnoty napětí a proudu z ADC znásobí a integrují po určité časové období, a poté odpovídajícím způsobem řídí čítačový mechanismus, který zobrazuje počet spotřebovaných jednotek (KW) za určité časové období.
Kromě měření energie poskytuje tento systém také indikaci zemního spojení v případě jakékoli poruchy nebo nadproudu, ke kterému může dojít v neutrálním nebo zemním vedení, a vhodně otočí Diody vyzařující světlo indikace pro detekci zemního spojení i pro každou spotřebu jednotky.
Tento článek pojednává o obvodu měřiče watthodin a jeho pracovních principech. Toto je také známé jako měřič energie - který se používá při vývoji soupravy elektrických a elektronických projektů různými technologiemi. Za jakoukoli pomoc týkající se konceptů, jako je neoprávněná manipulace s měřičem energie a fakturace měřičů energie pomocí bezdrátové technologie nebo komentujte v níže uvedené části.
Fotografické kredity:
- Měřič watthodiny podle tradeindia
- Jednofázový indukční měřič energie do inženýrství
- 3fázový elektronický měřič elektřiny od analogový
- Obvod elektroměru pomocí mikrokontroléru od další
