Будівництво лічильника альтернативної енергії

Визначення енергетичного лічильника

Енергетичний лічильник, також відомий як ватт-годинний лічильник, — це пристрій, що вимірює споживання електричної енергії.

Основні компоненти

Привідна система

Компонентами цієї системи є два силиконових сталевих ламінованих електромагніти. Верхній електромагніт називається шунт-магнітом і містить напругову катушку, складену з багатьох витків тонкого дроту. Нижній електромагніт називається серійним магнітом і містить дві струмові катушки, складені з кількох витків грубого дроту. Струмові катушки підключені послідовно до електричної мережі, і через них проходить струм навантаження.

Напругова катушка підключена до мережі живлення, що забезпечує високий співвідношення індуктивності до опору. Мідні стрічки у нижній частині шунт-магніта забезпечують компенсацію тертя, гарантування кута фази 90 градусів між потоком шунт-магніта і напругою живлення.

Рухова система

Як видно на малюнку, між двома електромагнітами розташована тонка алюмінієва диск, закріплений на вертикальному валу. Коли диск перетинає потік, створений обох магнітів, в ньому індукуються завихрені струми. В результаті взаємодії завихрених струмів і двох магнітних полів у диску створюється момент відхилення. При початку споживання енергії диск поступово починає обертатися, і кількість його обертів відображає споживання енергії за певний проміжок часу. Зазвичай це вимірюється в кіловатт-годинах.

Гальмувальна система

Основною частиною цієї системи є постійний магніт, відомий як гальмівний магніт. Він розташований поблизу диску, щоб завихрені струми індукувалися в ньому через рух обертового диску через магнітне поле. Ці завихрені струми взаємодіють з потоком і створюють гальмівний момент, який протидіє русі диску. Швидкість обертання диску можна контролювати, змінюючи потік.

Система реєстрації

Як вказує його назва, він реєструє кількість обертів диску, яка пропорційна спожитій енергії, виміряної безпосередньо в кіловатт-годинах. Є вала диск, який приводиться в рух шестернею на валу диску і показує кількість обертів, які зробив диск.

Принцип роботи енергетичного лічильника

Робота однофазних індукційних енергетичних лічильників базується на двох основних принципах:

Обертання алюмінієвого диску

Обертання металевого диску здійснюється за допомогою двох катушок. Обидві катушки розташовані так, що одна катушка створює магнітне поле, пропорційне напругі, а інша катушка створює магнітне поле, пропорційне струму. Поле, створене напруговою катушкою, запізнюється на 90°, щоб в диску індукувались завихрені струми. Сила, прикладена до диску двома полями, пропорційна добутку моментального струму і напруги в катушках.

Ця взаємодія призводить до обертання легкого алюмінієвого диску в повітряному зазорі. Коли немає живлення, диск має зупинитися. Постійний магніт діє як гальма, протидіючи обертанню диску і збалансувавши його швидкість зі споживанням енергії.

Організація підрахунку та відображення спожитої енергії

У цій системі кількість обертів плавучого диску підраховується та відображається на вікні лічильника. Алюмінієвий диск з'єднаний з валом, на якому розташована шестерня. Ця шестерня приводить в рух регістратор, і кількість обертів диску підраховується та відображається на регістраторі, який має ряд діалів, кожен з яких представляє окрему цифру.

На передній частині лічильника розташоване невелике вікно, яке відображає показник спожитої енергії за допомогою діалів. На центральній частині шунт-магніта розташована мідна затінна кільцева. Для того, щоб кут фази між потоком, створеним шунт-магнітом, і напругою живлення становив приблизно 90°, необхідні невеликі коригування положення кільця.