Gradnja merilnika napetostne energije

Definicija merilnika energije

Merilnik energije, tudi znan kot vatt-ura, je naprava, ki meri porabo električne energije.

Glavni sestavni deli

Vodilni sistem

Sestavni deli tega sistema so dva silikatnega jeklenka lepljeni elektromagnet. Zgornji elektromagnet se imenuje shunt magnet in nosi nizega voltajsnega črka, sestavljenega iz velikega števila tankih žic. Spodnji elektromagnet se imenuje serijni magnet in nosi dva tokovna črka, sestavljena iz nekaj debelih žic. Tokovna črka sta priključena v serijo z obrokom in prehodni tok poteka skozi njih.

Voltajski črek je povezan z oskrbovalno mrežo, kar ustvarja visoko razmerje induktance do upora. Bakrene pasice v spodnjem delu shunt magneta zagotavljajo frikcijsko kompenzacijo, s tem da se varuje 90-stopinjski fazni kot med tokom shunt magneta in oskrbovalnim naponom.

Gibljeni sistem

Kot lahko vidite na sliki, je v vrzeli med dvema elektromagnetoma postavljena tanka aluminijasta plošča, montirana na navpični valj. V aluminijasti plošči se inducirajo vrtinčni tokovi, ko presežejo tok, ki ga ustvarita oba magneta. Kot posledica prekrivanja vrtinčnih tokov in dveh magnetnih polj se v plošči ustvari odbojni moment. Ko začnete porabljati energijo, plošča počasi začne vrteči se, in število obratov plošča prikazuje porabo energije v določenem časovnem intervalu. Običajno se meri v kilovaturnih urah.

Brzalni sistem

Glavni del tega sistema je stalni magnet, imenovan brzalni magnet. Nastavljen je blizu plošče, tako da se v njem inducirajo vrtinčni tokovi zaradi gibanja vrtečega se diska skozi magnetno polje. Ti vrtinčni tok reagirajo s tokom in izvajajo brzalni moment, ki nasprotuje gibanju plošče. Hitrost plošče je mogoče kontrolirovati z menjavo toka.

Sistem registracije

Kot že ime nakazuje, registrira število obratov plošče, ki je sorazmerno z porabljenim energijo neposredno v kilovaturnih urah. Obstaja vrtljaji plošče, ki ga pogoni ozubenje na valju plošče in prikazuje število obratov, ki jih je plošča opravila.

Delovanje merilnika energije

Delovanje enofaznega indukcijskega tipa merilnika energije temelji na dveh glavnih osnovah:

Vrtenje aluminijaste plošče

Vrtenje kovinske plošče je omogočeno z dvema črkama. Oba črka sta takšno razporejena, da en črek ustvari magnetno polje sorazmerno s napetostjo, drugi pa ustvari magnetno polje sorazmerno s tokom. Polje, ustvarjeno s črkom napetosti, je zamaknjeno za 90°, da se v plošči inducirajo vrtinčni tokovi. Sile, ki delujejo na ploščo zaradi obeh polj, so sorazmerne s produktom trenutnega toka in napetosti v črkah.

Ta interakcija povzroči vrtenje lahke aluminijaste plošče v zračni vrzeli. Ko ni oskrbe s strmo, mora plošča zaustaviti. Stalni magnet deluje kot brzalo, nasprotuje vrtenju plošče in usklajuje hitrost s porabo energije.

Razporeditev štetja in prikaza porabljene energije

V tem sistemu je šteto vrtenje plavajoče plošče in prikazano na oknu merilnika. Aluminijasta plošča je povezana s vrtljajem, ki ima ozubenje. To ozubenje pogoni register, in obrati plošče so šteti in prikazani na registru, ki ima serijo cifernikov, vsak cifernik predstavlja eno številko.

Na fronti merilnika je majhen prikazni okvir, ki prikazuje merjenje porabljene energije s pomočjo cifernikov. Na srednjem delu shunt magneta je bakreni senčni prsten. Za dosego fazega kota približno 90° med tokom, ki ga ustvari shunt magnet, in oskrbovalnim naponom, je potrebno malo prilagoditi položaj prstena.