การสร้างมิเตอร์วัดพลังงานไฟฟ้าสลับ

นิยามของเครื่องวัดพลังงาน

เครื่องวัดพลังงาน หรือเรียกอีกอย่างว่า เครื่องวัดวัตต์-ชั่วโมง เป็นอุปกรณ์ที่ใช้วัดการใช้พลังงานไฟฟ้า

ส่วนประกอบหลัก

ระบบขับเคลื่อน

ส่วนประกอบของระบบนี้คือแม่เหล็กไฟฟ้าสองชิ้นที่ทำจากเหล็กซิลิกอนแผ่นซ้อนกัน แม่เหล็กบนเรียกว่าแม่เหล็กชันต์และมีวงจรแรงดันที่ประกอบด้วยสายไฟขนาดเล็กหลายรอบ แม่เหล็กล่างเรียกว่าแม่เหล็กอนุกรมและมีวงจรกระแสสองชุดที่ประกอบด้วยสายไฟขนาดใหญ่ไม่กี่รอบ วงจรกระแสเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับวงจรและกระแสโหลดผ่านไปในวงจรนี้

วงจรแรงดันเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ สร้างอัตราส่วนความเหนี่ยวนำต่อความต้านทานสูง แถบทองแดงที่ส่วนล่างของแม่เหล็กชันต์ให้การชดเชยแรงเสียดทาน ทำให้มุมเฟสระหว่างฟลักซ์แม่เหล็กชันต์และแรงดันไฟฟ้าเป็น 90 องศา

ระบบเคลื่อนที่

ตามที่เห็นในรูป มีจานอลูมิเนียมบางวางอยู่ระหว่างแม่เหล็กไฟฟ้าสองชิ้นและติดตั้งบนเพลาแนวตั้ง กระแสฟลักซ์เกิดขึ้นในจานอลูมิเนียมเมื่อมันตัดฟลักซ์ที่สร้างโดยแม่เหล็กทั้งสอง ผลของการแทรกแซงของกระแสฟลักซ์และสนามแม่เหล็กสองสนามทำให้เกิดแรงบิดในการหมุนจาน เมื่อคุณเริ่มใช้พลังงาน จานจะเริ่มหมุนช้าๆ และการหมุนหลายรอบของจานแสดงการใช้พลังงาน ในช่วงเวลาเฉพาะ โดยปกติจะวัดเป็นกิโลวัตต์-ชั่วโมง

ระบบเบรก

ส่วนสำคัญของระบบนี้คือแม่เหล็กถาวรที่เรียกว่าแม่เหล็กเบรก ตั้งอยู่ใกล้จานเพื่อให้เกิดกระแสฟลักซ์ในจานจากการเคลื่อนที่ของจานผ่านสนามแม่เหล็ก กระแสฟลักซ์นี้ตอบสนองกับฟลักซ์และสร้างแรงบิดเบรกที่ต้านการเคลื่อนที่ของจาน ความเร็วของจานสามารถควบคุมได้โดยเปลี่ยนฟลักซ์

ระบบบันทึก

ตามชื่อที่บอก ระบบบันทึกจำนวนการหมุนของจานซึ่งสัดส่วนกับพลังงานที่ใช้โดยตรงในกิโลวัตต์-ชั่วโมง มีเพลาจานที่ขับเคลื่อนโดยเกียร์บนเพลาจานและแสดงจำนวนครั้งที่จานหมุน

หลักการทำงานของเครื่องวัดพลังงาน

การทำงานของเครื่องวัดพลังงานแบบเหนี่ยวนำเฟสเดียวอาศัยหลักพื้นฐานสองประการ:

การหมุนของจานอลูมิเนียม

การหมุนของจานโลหะดำเนินการโดยวงจรสองวง วงจรทั้งสองจัดเรียงอย่างที่วงจรหนึ่งสร้างสนามแม่เหล็กตามแรงดันและวงจรที่สองสร้างสนามแม่เหล็กตามกระแส สนามที่สร้างโดยวงจรแรงดันถูกชะลอลง 90 องศา เพื่อให้เกิดกระแสฟลักซ์ในจาน แรงที่กระทำต่อจานโดยสนามสองสนามสัดส่วนกับผลคูณของกระแสทันทีและแรงดันในวงจร

การปฏิสัมพันธ์นี้ทำให้จานอลูมิเนียมเบาหมุนในช่องอากาศ เมื่อไม่มีการจ่ายไฟ จานต้องหยุด แม่เหล็กถาวรทำหน้าที่เป็นเบรก ต้านการหมุนของจานและปรับสมดุลความเร็วกับการใช้พลังงาน

การจัดเรียงและการแสดงพลังงานที่ใช้

ในระบบนี้ การหมุนของจานลอยได้ถูกนับและแสดงบนหน้าต่างเครื่องวัด จานอลูมิเนียมเชื่อมต่อกับเพลาที่มีเกียร์ เกียร์นี้ขับเคลื่อนระบบบันทึกและจำนวนรอบการหมุนของจานถูกนับและแสดงบนระบบบันทึกซึ่งมีวงกลมหลายวงและแต่ละวงแทนเลขโดด

มีหน้าต่างแสดงขนาดเล็กด้านหน้าของเครื่องวัดที่แสดงการอ่านค่าพลังงานที่ใช้ด้วยวงกลม มีวงแหวนเงาทองแดงที่แขนกลางของแม่เหล็กชันต์ เพื่อให้มุมเฟสระหว่างฟลักซ์ที่สร้างโดยแม่เหล็กชันต์และแรงดันไฟฟ้าประมาณ 90 องศา จำเป็นต้องมีการปรับเล็กน้อยในตำแหน่งของวงแหวน