Vaihtovirtasähkömittarin rakentaminen

Energiamittarin määritelmä

Energiamittari, joka tunnetaan myös nimellä wattituntimittari, on laite, joka mitataan sähköenergian kulutusta.

Pääkomponentit

Ajomuutto

Tämän järjestelmän komponentit ovat kaksi silikoniterälevyistä koostuvaa sähkömagneettia. Ylemmässä sähkömagneetissa on shunt-magneetti, jossa on useita ohjaiden kiertokierroksia muodostava jännitteiden kierros. Alampana sijaitseva sähkömagneetti on sarja-magneetti, jossa on kaksi paksua varta sisältävää virran kierrosta. Virrakierrokset on kytketty sarjakytkentään ja niiden läpi kulkee piirin ja kuorman virra.

Jännitteiden kierros yhdistetään pääverkkoon, mikä tuottaa korkean induktanssi-suhteisen vastuun. Shunt-magneetin alapuolella olevat kuparilevyt tarjoavat kitkakorjauksen, varmistamalla noin 90-asteisen vaihekulman shunt-magneetin fluxin ja pääverkon välillä.

Liikkuva järjestelmä

Kuvan mukaan nähdäksesi, on ohut alumiinin levy sijoitettu kahden sähkömagneetin väliin ja se on asennettu pystyakseliin. Levyssä aiheutuu pyörviövirta, kun se leikkaa molempien magneettien fluxin. Pyörviövirta ja kaksi magnetista kenttää muodostavat levyn suuntaan kiihdyttävän momentin. Kun aloitat energian kulutuksen, levy alkaa kiertää hitaasti, ja sen moni kierros näyttää energian kulutuksen tietyllä ajanjaksolla. Tavallisesti se mitataan kilowattitunteina.

Jarrutusjärjestelmä

Tämän järjestelmän pääosa on pysyvä magneetti, jota kutsutaan jarrumagneetiksi. Se on sijoitettu lähelle levyä siten, että pyörviövirta aiheutuu sen liikkumisesta magneettikentän läpi. Tämä pyörviövirta reagoi fluxin kanssa ja aiheuttaa jarrumomentin, joka vastustaa levyn liikettä. Levyn nopeutta voidaan säätää muuttamalla fluxia.

Rekisteröintijärjestelmä

Kuten nimensä viittaa, se rekisteröi levyn kierrosten määrän, joka on suoraan verrannollinen kulutettuun energiaan kilowattitunteina. On levytukki, joka on ajettu levyn akselin hammasssa ja se osoittaa, montako kertaa levy on kiertänyt.

Energiamittarin toiminnan periaate

Yksivaiheisen induktiivisen energiamittarin toiminta perustuu kahteen pääperiaatteeseen:

Alumiinin levyn pyöriminen

Metallilevyn pyörimistä hallitsevat kaksi kierrosta. Kumpikin kierros on asetettu siten, että toinen kierros tuottaa magneettikentän, joka on verrannollinen jännitteeseen, ja toinen kierros luo magneettikentän, joka on verrannollinen virtaan. Jännitteiden kierroksen tuottama kenttä on viivitetty 90°, jotta pyörviövirta aiheutuisi levylle. Kaksi kenttää levyn päällä aiheuttaman voiman on verrannollinen kierrosten väliseen jännitteeseen ja virtaan.

Tämä vuorovaikutus aiheuttaa kevyen alumiinin levyn pyörimisen ilmapussissa. Kun sähkövirrantarve puuttuu, levy pitää pysähtyä. Pysyvä magneetti toimii jarruna, vastustaa levyn pyörimistä ja tasapainottaa sen nopeuden energian kulutuksen kanssa.

Energian kulutuksen lukemisen ja näyttämisen järjestely

Tässä järjestelmässä levyn pyörimistä on laskettu ja näytetty mittarin ikkunassa. Alumiinin levy on yhdistetty tukkipalkkiin, jossa on hammas. Tämä hammas ajaa rekisteriä, ja levyn pyörimisen kerroin on laskettu ja näytetty rekisterissä, jossa on sarja numeroita, ja jokainen numero edustaa yhtä numeroa.

Mittarin etupuolella on pieni näyttöikkuna, joka näyttää energian kulutuksen lukeman dialsien avulla. Shunt-magneetin keskimmäisessä osassa on kuparisäteilyrengas. Tehdäkseen shunt-magneetin fluxin ja pääverkon välisen vaihekulman noin 90°, pieniä säädöksiä on tehtävä renkaan paikan suhteen.