Contor de energie sau Watt-Hometru este un instrument electric care măsoară cantitatea de energie electrică utilizată de consumatori. Utilitățile sunt unul dintre departamentele electrice, care instalează aceste instrumente în orice loc, cum ar fi locuințe, industrii, organizații, clădiri comerciale pentru a percepe consumul de energie electrică prin încărcături precum lumini, ventilatoare, frigider și alte electrocasnice .
Watt-Hometru
Unitatea de bază a puterii este wați și se măsoară folosind un contor de wați. O mie de wați fac un kilowat. Dacă se folosește un kilowat într-o durată de o oră, se consumă o unitate de energie. Deci energie metri măsurați tensiunea rapidă și curenții, calculați produsul și dați putere instantanee. Această putere este integrată pe un interval de timp, ceea ce dă energia utilizată în acea perioadă de timp.
Tipuri de contoare de energie
Contoarele de energie sunt clasificate în două categorii de bază, cum ar fi:
- Contor de inducție de tip electromecanic
- Contor electronic de energie
Contoarele de energie sunt clasificate în două tipuri luând în considerare următorii factori:
- Tipuri de afișaje contor electric analogic sau digital.
- Tipuri de puncte de măsurare: transmisie secundară, rețea, distribuție locală și primară.
- Aplicații finale precum scopuri comerciale, industriale și domestice
- Aspecte tehnice precum faze unice, trei faze, tensiune înaltă (HT), tensiune scăzută (LT) și materiale din clasa de precizie.
Conexiunea de alimentare cu energie electrică poate fi fie fază singulară sau trei faze în funcție de aprovizionarea utilizată de instalațiile domestice sau comerciale. În special în acest articol, vom studia principiile de lucru ale contorului de energie cu inducție electromecanică monofazată și, de asemenea, despre contorul de energie electronic trifazat din explicația două contoare de energie de bază așa cum este descris mai jos.
Contor de energie cu inducție electromecanică monofazată
Este un tip de contor de energie vechi cunoscut și cel mai comun. Acesta cuprinde un disc rotativ din aluminiu plasat pe un fus între doi electro-magneți. Viteza de rotație a discului este proporțională cu puterea, iar această putere este integrată prin utilizarea trenurilor de viteze și a mecanismului contra. Este realizat din doi electromagneti laminati din otel siliciu: magnetii de manevra si de serie.
Magnetul din serie poartă o bobină de câteva spire de sârmă de grosime conectată în serie cu linia, în timp ce magnetul de șunt poartă o bobină cu numeroase spire de sârmă subțire conectate prin sursa de alimentare.
Magnetul de frânare este un fel de magnet permanent care aplică forța opusă rotației normale a discului pentru a muta discul într-o poziție echilibrată și pentru a opri discul în timp ce se oprește puterea.
Contor de energie cu inducție electromecanică monofazată
Magnetul din serie produce un flux proporțional cu curentul care curge, iar magnetul de șunt produce un flux proporțional cu tensiunea. Aceste două fluxuri rămân la 90 de grade datorită naturii inductive. Interfața acestor două câmpuri produce curent turbionar pe disc, utilizând o forță, care este proporțională cu produsul tensiunii instantanee, curentului și unghiului de fază dintre ele. Un magnet de frânare este plasat peste o parte a discului, ceea ce produce un cuplu de frânare pe disc printr-un câmp constant furnizat prin utilizarea unui magnet permanent. Ori de câte ori cuplurile de frânare și de conducere devin egale, viteza discului devine constantă.
Un arbore sau un arbore vertical al discului de aluminiu este asociat cu aranjamentul angrenajului care înregistrează un număr proporțional cu rotațiile discului. Acest aranjament de viteze setează numărul într-o serie de cadrane și indică energia consumată în timp.
Acest tip de contor de energie este simplu în construcție și precizia este oarecum mai mică datorită târâtorului și a altor câmpuri externe. O problemă majoră cu aceste tipuri de contoare de energie este tendința lor de manipulare, ceea ce necesită un sistem de monitorizare a energiei electrice. Aceste contoare de serie și de șunt sunt utilizate pe scară largă în aplicații domestice și industriale.
Contoare electronice de energie sunt instrumente de măsurare precise, precise și fiabile în comparație cu contoare de inducție electromecanice. Când sunt conectate la sarcini, consumă mai puțină energie și încep să măsoare instantaneu. Deci, tipul electronic de contor de energie trifazat este explicat mai jos cu principiul său de funcționare.
Contor electronic de energie trifazat
Acest contor este capabil să efectueze măsurători de curent, tensiune și putere în sisteme de alimentare trifazate. Prin utilizarea acestor contoare cu trei faze, este de asemenea posibil să se măsoare tensiuni și curenți mari utilizând traductoare adecvate. Unul dintre tipurile de contoare de energie trifazate este prezentat mai jos (dat ca exemplu), care asigură măsurarea fiabilă și precisă a energiei în comparație cu contoarele electromecanice.
Contor electronic de energie trifazat
Folosește AD7755, un circuit de măsurare a energiei monofazat pentru a dobândi și procesa parametrii de tensiune și curent de intrare. Tensiunea și curenții liniei de alimentare sunt reduse la nivelul semnalului folosind traductoare de tipul transformatoare de tensiune și curent și dat acelui IC așa cum se arată în figură. Aceste semnale sunt eșantionate și convertite în digitale, înmulțite una cu cealaltă pentru a obține puterea instantanee. Mai târziu, aceste ieșiri digitale sunt convertite în frecvență pentru a acționa un contor electromecanic. Rata de frecvență a impulsului de ieșire este proporțională cu puterea instantanee și (într-un interval dat) dă transferuri de energie la sarcină pentru un anumit număr de impulsuri.
Microcontrolerul acceptă intrările de la toate cele trei circuite integrate de măsurare a energiei pentru măsurarea trifazată a energiei și servește ca creier al sistemului prin efectuarea tuturor operațiunilor necesare, cum ar fi stocarea și recuperarea datelor din EEPROM , acționând contorul folosind butoane pentru a vizualiza consumul de energie, calibrarea fazelor și ștergerea citirilor și, de asemenea, acționează ecranul folosind decodor IC .
Până acum am citit despre contoarele de energie și principiile lor de funcționare. Pentru o înțelegere mai profundă a acestui concept, următoarea descriere despre contorul de energie oferă detalii complete ale circuitului și conexiunile sale folosind un microcontroler.
Circuitul contorului de energie folosind microcontrolerul:
Figura de mai jos prezintă circuitul contorului de watt-oră implementat prin utilizarea Microcontroler Atmel AVR . Acest circuit monitorizează și dobândește continuu parametrii de tensiune și curent ai rețelei de alimentare monofazată. Microcontrolerul obține aceste valori ale parametrilor dintr-un circuit de condiționare a semnalului, care este acționat de CI-uri OP-AMP .
Circuitul contorului de energie folosind microcontrolerul
Acest circuit are două transformatoare de curent conectat în serie cu fiecare linie de alimentare: fază și neutră. Valorile curente de la aceste transformatoare sunt trimise către respectivul ADC al microcontrolerului , iar apoi ADC convertește aceste valori în valori digitale și, prin urmare, microcontrolerul face în mod necesar calcule pentru a găsi consumul de energie. Microcontrolerul este programat în așa fel încât valorile de tensiune și curent de la ADC să fie înmulțite și integrate într-o perioadă de timp specificată și apoi să acționeze corespunzător mecanismul de contor care afișează numărul de unități consumate (KW) pe o perioadă de timp.
În plus față de măsurarea energiei, acest sistem oferă, de asemenea, indicarea defectului la pământ în cazul oricărei defecțiuni sau a supracurentului care poate apărea în linia neutră sau de pământ și transformă în mod corespunzător Diode emitatoare de lumina indicație pentru detectarea defecțiunilor la pământ, precum și pentru fiecare consum de unitate.
Acest articol este despre circuitul contorului de watt-oră și principiile sale de funcționare. Acest lucru este, de asemenea, cunoscut sub numele de contor de energie - care este utilizat în dezvoltare kituri de proiecte electrice și electronice prin diferite tehnologii. Pentru orice ajutor cu privire la concepte precum manipularea contorului de energie și facturarea contorului de energie folosind tehnologia wireless sau comentați în secțiunea de mai jos.
Credite foto:
- Watt-Hometru de tradeindia
- Contor de energie cu inducție monofazată de Inginerie
- Contor electronic de energie electrică trifazat de analogic
- Circuitul contorului de energie electrică utilizând microcontrolerul de Următorul
