Oppbygging av vekselstrømsmåler

Definisjon av energimåler

En energimåler, også kjent som en watttimer, er et enhet som måler elektrisk energiforbruk.

Hovedkomponenter

Drevsystem

Komponentene i dette systemet er to silisjernlamellerede elektromagneter. Den øvre elektromagnet kalles shunt-magnet og inneholder en spenningsspole bestående av mange viklinger av tynt tråd. Den nedre elektromagnet kalles serie-magnet og inneholder de to strøm-spolene bestående av få viklinger av tykt tråd. Strømspolene er koblet i serie med kretsen, og belastningsstrømmen går gjennom dem.

Spenningsspolen kobles til strømforsyningen, noe som skaper et høyt forhold mellom induktans og motstand. Kobberbånd i den nedre delen av shunt-magnetet gir friksjonskompensasjon, og sikrer at det er en fasevinkel på 90 grader mellom shunt-magnetets fluks og strømforsyningens spenning.

Bevegelsessystem

Som du kan se i figuren, er det en tynn aluminiumsskive plassert i luftgappen mellom de to elektromagnetene og montert på en vertikal akse. Varmestrømer induseres i aluminiumsskiven når den kutter fluksen produsert av begge magnetene. Som et resultat av interferansen mellom varmestrømmer og de to magnetfeltene, dannes en dreiekreft i skiven. Når du begynner å forbruke energi, begynner skiven langsomt å rotere, og flere rotasjoner av skiven viser energiforbruket over en gitt periode. Normalt måles dette i kilowatt-timer.

BremseSystem

Det viktigste delen av dette systemet er en permanent magnet kalt bremsemagnet. Den er plassert nær skiven, slik at varmestrømer induseres i den på grunn av bevegelsen til den roterende skiven gjennom magnetfeltet. Denne varmestrømmen reagerer med fluksen og utøver en bremsekraft som motvirker skivens bevegelse. Skivens hastighet kan kontrolleres ved å endre fluksen.

Registreringssystem

Som navnet antyder, registrerer det antall rotasjoner av skiven, som er proporsjonalt med den forbrukte energien direkte i kilowatt-timer. Det er en skiveakse som drives av en hjulstang på skiveaksen og viser antallet ganger skiven har snudd.

Arbeidsprinsipp for energimåler

Arbeidet med enenkylige induksjonstype energimålere er basert på to hovedprinsipper:

Rotasjon av en aluminiumsskive

Rotasjonen av metallisk skive drives av to spoler. Begge spoler er arrangert på en måte slik at den ene spolen produserer et magnetfelt proporsjonalt med spenningen, mens den andre spolen opprettholder et magnetfelt proporsjonalt med strømmen. Feltet produsert av spenningsspolen er forsinket med 90°, slik at varmestrømer induseres i skiven. Kreften som utøves på skiven av de to feltene, er proporsjonalt med produktet av øyeblikkelig strøm og spenning i spolene.

Denne interaksjonen fører til at en lett aluminiumsskive roterer i en luftgappe. Når det ikke er strømforsyning, må skiven stoppe. En permanent magnet fungerer som en bremse, motvirker skivens rotasjon og balanserer dens hastighet med energiforbruket.

Oppsett for telling og visning av forbrukt energi

I dette systemet blir rotasjonen av den flytende skiven telt og deretter vist i målevinduet. Aluminiumsskiven er koblet til en akse som har en hjulstang. Denne hjulstangen driver registret, og revolusjonen av skiven blir telt og vist på registret, som har en rekke dials, og hvert dial representerer en enkelt siffers.

Det er et lite visningsvindu foran måleren som viser lesingen av forbrukt energi med hjelp av dials. Det er en kobber skyggerring ved sentral benen av shunt-magnetet. For å gjøre fasevinkelen mellom fluksen produsert av shunt-magnet og strømforsyningens spenning omtrent 900, kreves små justeringer i plassen til ringen.