Xây dựng đồng hồ đo năng lượng AC

Định nghĩa Đồng hồ Đo Điện

Đồng hồ đo điện, còn được gọi là đồng hồ watthour, là thiết bị đo tiêu thụ điện năng.

Các Thành Phần Chính

Hệ Thống Điều Khiển

Các thành phần của hệ thống này bao gồm hai nam châm thép silicon dập. Nam châm trên cùng được gọi là nam châm shunt và nó mang cuộn dây điện áp gồm nhiều vòng dây mỏng. Nam châm dưới cùng được gọi là nam châm series và nó mang hai cuộn dây dòng điện gồm một số vòng dây dày. Các cuộn dây dòng điện được kết nối theo chuỗi với mạch và dòng tải đi qua nó.

Cuộn dây điện áp kết nối với nguồn điện, tạo ra tỷ lệ cảm ứng so với điện trở cao. Các băng đồng ở phần dưới của nam châm shunt cung cấp bù ma sát, đảm bảo góc pha 90 độ giữa từ thông của nam châm shunt và điện áp nguồn.

Hệ Thống Di Chuyển

Như bạn có thể thấy trong hình, có một đĩa nhôm mỏng được đặt giữa hai nam châm điện và được gắn trên trục thẳng đứng. Các dòng xoáy được tạo ra trong đĩa nhôm khi nó cắt từ thông do cả hai nam châm tạo ra. Kết quả của sự can thiệp của các dòng xoáy và hai trường từ tạo ra mô men quay trong đĩa. Khi bạn bắt đầu tiêu thụ điện, đĩa bắt đầu quay chậm và nhiều vòng quay của đĩa hiển thị lượng tiêu thụ điện, trong khoảng thời gian cụ thể. Thông thường, nó được đo bằng kilowatt-giờ.

Hệ Thống Phanh

Thành phần chính của hệ thống này là một nam châm vĩnh cửu được gọi là nam châm phanh. Nó được đặt gần đĩa để các dòng xoáy được tạo ra do chuyển động của đĩa quay qua trường từ. Dòng xoáy này phản ứng với từ thông và tạo ra mô men phanh chống lại chuyển động của đĩa. Tốc độ của đĩa có thể được kiểm soát bằng cách thay đổi từ thông.

Hệ Thống Ghi

Như tên gọi của nó, hệ thống này ghi số lần quay của đĩa, tương ứng với năng lượng tiêu thụ trực tiếp bằng kilowatt-giờ. Có một trục đĩa được điều khiển bởi bánh răng trên trục đĩa và chỉ số lần đĩa đã quay.

Nguyên Lý Hoạt Động của Đồng hồ Đo Điện

Cách hoạt động của đồng hồ đo điện một pha dựa trên hai nguyên tắc cơ bản:

Quay của Đĩa Nhôm

Quay của đĩa kim loại được điều khiển bởi hai cuộn dây. Cả hai cuộn dây đều được sắp xếp sao cho một cuộn dây tạo ra trường từ tỷ lệ với điện áp và cuộn dây khác tạo ra trường từ tỷ lệ với dòng điện. Trường từ do cuộn dây điện áp tạo ra bị trì hoãn 90o để dòng xoáy được tạo ra trong đĩa. Lực tác dụng lên đĩa bởi hai trường từ tỷ lệ với tích của dòng điện tức thì và điện áp trong cuộn dây.

Sự tương tác này khiến đĩa nhôm nhẹ quay trong khe không khí. Khi không có nguồn điện, đĩa cần dừng lại. Một nam châm vĩnh cửu hoạt động như phanh, chống lại việc quay của đĩa và cân bằng tốc độ của nó với mức tiêu thụ điện.

Sắp Xếp Đếm và Hiển Thị Năng Lượng Tiêu Thụ

Trong hệ thống này, số lần quay của đĩa nổi đã được đếm và sau đó hiển thị trên cửa sổ đồng hồ. Đĩa nhôm được kết nối với một trục có bánh răng. Bánh răng này điều khiển bộ ghi và số lần quay của đĩa đã được đếm và hiển thị trên bộ ghi, có hàng loạt các đồng hồ và mỗi đồng hồ đại diện cho một chữ số.

Có một cửa sổ hiển thị nhỏ ở phía trước đồng hồ hiển thị số liệu năng lượng tiêu thụ thông qua các đồng hồ. Có một vòng chắn đồng ở chi tiết trung tâm của nam châm shunt. Để làm cho góc pha giữa từ thông do nam châm shunt tạo ra và điện áp nguồn khoảng 900, cần điều chỉnh nhỏ vị trí của vòng chắn.