Construction de compteur d'énergie AC

Les compteurs d'énergie sont la partie de base pour mesurer la consommation d'énergie. Ils sont utilisés partout, peu importe la taille de la consommation. Il est également connu sous le nom de compteur à watt-heure. Ici, nous discutons de la construction et du principe de fonctionnement du compteur d'énergie à induction.
Pour comprendre la structure du compteur à watt-heure, nous devons comprendre les quatre composants essentiels du compteur. Ces composants sont les suivants :

1. Système d'entraînement

2. Système mobile

3. Système de freinage

4. Système d'enregistrement

Système d'entraînement

Les composants de ce système sont deux électroaimants laminés en acier silicium. L'électroaimant supérieur est appelé aimant déviateur et il comporte une bobine de tension constituée de nombreux tours de fil fin. L'électroaimant inférieur est appelé aimant série et il comporte deux bobines de courant constituées de quelques tours de fil épais. Les bobines de courant sont connectées en série avec le circuit et le courant de charge passe à travers elles.
Tandis que la bobine de tension est connectée au réseau d'alimentation et produit un rapport élevé d'inductance à la résistance. Il y a des bandes de cuivre dans la partie inférieure de l'aimant déviateur qui fournissent une compensation par frottement afin que l'angle de phase entre le flux magnétique de l'aimant déviateur et la tension d'alimentation soit exactement 90o.

Système mobile

Comme vous pouvez le voir sur la figure, il y a un disque mince en aluminium placé dans l'espace entre les deux électroaimants et monté sur un arbre vertical. Les courants de Foucault sont induits dans le disque d'aluminium lorsqu'il coupe le flux produit par les deux aimants. En raison de l'interférence des courants de Foucault et des deux champs magnétiques, une couple de déviation se constitue dans le disque. Lorsque vous commencez à consommer de l'énergie, le disque commence lentement à tourner et plusieurs rotations du disque affichent la consommation d'énergie, sur un intervalle de temps particulier. Normalement, elle est mesurée en kilowatt-heures.

Système de freinage

La partie principale de ce système est un aimant permanent appelé aimant de frein. Il est situé près du disque afin que des courants de Foucault soient induits en lui en raison du mouvement du disque tournant à travers le champ magnétique. Ce courant de Foucault réagit avec le flux et exerce un couple de freinage qui s'oppose au mouvement du disque. La vitesse du disque peut être contrôlée en modifiant le flux.

Système d'enregistrement

Comme son nom l'indique, il enregistre le nombre de rotations du disque qui est proportionnel à l'énergie consommée directement en kilowatt-heures. Il y a un axe du disque qui est entraîné par un pignon sur l'arbre du disque et indique le nombre de fois où le disque a tourné.

Principe de fonctionnement du compteur d'énergie

Le fonctionnement des compteurs d'énergie à induction monophasés est basé sur deux principes fondamentaux :

1. Rotation du disque en aluminium.

2. Dispositif de comptage et d'affichage de la quantité d'énergie consommée.

Rotation d'un disque en aluminium

La rotation du disque métallique est opérée par deux bobines. Les deux bobines sont disposées de manière à ce qu'une bobine produise un champ magnétique proportionnel à la tension et l'autre crée un champ magnétique proportionnel au courant. Le champ produit par la bobine de tension est retardé de 90o afin que des courants de Foucault soient induits dans le disque. La force exercée sur le disque par les deux champs est proportionnelle au produit du courant immédiat et de la tension dans les bobines.
En conséquence, un disque en aluminium léger tourne dans un espace d'air. Cependant, il est nécessaire d'arrêter le disque lorsque l'alimentation électrique est coupée. Un aimant permanent agit comme un frein qui s'oppose à la rotation du disque et équilibre la vitesse de rotation en fonction de la consommation d'énergie.

Dispositif de comptage et d'affichage de l'énergie consommée

Dans ce système, la rotation du disque flottant a été comptée puis affichée sur la fenêtre du compteur. Le disque en aluminium est connecté à un axe qui a un pignon. Ce pignon entraîne le registre et la révolution du disque a été comptée et affichée sur le registre qui a une série de cadrans, chaque cadran représentant un chiffre unique. Il y a une petite fenêtre d'affichage à l'avant du compteur qui affiche la lecture de l'énergie consommée à l'aide des cadrans. Il y a un anneau de masquage en cuivre au membre central de l'aimant déviateur. Pour faire en sorte que l'angle de phase entre le flux produit par l'aimant déviateur et la tension d'alimentation soit d'environ 900, de petits ajustements dans la position de l'anneau sont nécessaires.

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