AC ऊर्जा मीटर का निर्माण
ऊर्जा मीटर शक्ति उपभोग मापने के लिए बुनियादी हिस्से हैं। इसका उपयोग चाहे उपभोग कितना भी हो, सब जगह किया जाता है। इसे वाट-घंटा मीटर के रूप में भी जाना जाता है। यहाँ हम प्रेरण टाइप ऊर्जा मीटर के निर्माण और कार्य सिद्धांत पर चर्चा करेंगे।
वाट-घंटा मीटर की संरचना समझने के लिए, हमें मीटर के चार महत्वपूर्ण घटकों को समझना चाहिए। ये घटक निम्नलिखित हैं:
ड्राइविंग सिस्टम
चलन सिस्टम
ब्रेकिंग सिस्टम
रजिस्टरिंग सिस्टम
ड्राइविंग सिस्टम
इस सिस्टम के घटक दो सिलिकॉन स्टील लेमिनेटेड इलेक्ट्रोमैग्नेट्स हैं। ऊपरी इलेक्ट्रोमैग्नेट को शंट मैग्नेट कहा जाता है और इसमें बहुत सारे फीते की तार से बना वोल्टेज कोइल होता है। निचला इलेक्ट्रोमैग्नेट श्रृंखला मैग्नेट कहलाता है और इसमें गोला तार से बने दो वर्तमान कोइल होते हैं। वर्तमान कोइल वर्तमान सर्किट के साथ श्रृंखला में जुड़े होते हैं और इसमें लोड वर्तमान गुजरता है।
जबकि वोल्टेज कोइल आपूर्ति मेन्स से जुड़ा होता है और इंडक्टेंस और प्रतिरोध के अनुपात को उच्च उत्पादित करता है। शंट मैग्नेट के निचले भाग में तांबे की छत्तियाँ होती हैं जो घर्षण की भरपाई करती हैं ताकि शंट मैग्नेट फ्लक्स और आपूर्ति वोल्टेज के बीच फेज कोण ठीक 90° हो।
चलन सिस्टम
जैसा कि आप चित्र में देख सकते हैं, दो इलेक्ट्रोमैग्नेट्स के बीच एक पतली एल्युमिनियम डिस्क रखी गई है और इसे एक ऊर्ध्वाधर शाफ्ट पर स्थापित किया गया है। जब यह डिस्क दोनों चुंबकों द्वारा उत्पन्न फ्लक्स को काटती है, तो इसमें एडी करंट पैदा होते हैं। एडी करंट और दो चुंबकीय क्षेत्रों के बीच की व्यवधान के परिणामस्वरूप डिस्क में एक विक्षेपण टोक़ पैदा होता है। जैसे ही आप शक्ति उपभोग शुरू करते हैं, डिस्क धीरे-धीरे घूमना शुरू हो जाती है और डिस्क की कई घूर्णन एक निश्चित समय अंतराल में शक्ति उपभोग को प्रदर्शित करते हैं। आमतौर पर यह किलोवाट-घंटा में मापा जाता है।
ब्रेकिंग सिस्टम
इस सिस्टम का मुख्य हिस्सा एक स्थायी चुंबक होता है जिसे ब्रेक मैग्नेट कहा जाता है। यह डिस्क के पास स्थित होता है ताकि घूर्णन डिस्क के चुंबकीय क्षेत्र में चलने के कारण इसमें एडी करंट पैदा होते हैं। यह एडी करंट फ्लक्स के साथ प्रतिक्रिया करता है और एक ब्रेकिंग टोक़ उत्पन्न करता है जो डिस्क की गति का विरोध करता है। डिस्क की गति फ्लक्स को बदलकर नियंत्रित की जा सकती है।
रजिस्टरिंग सिस्टम
इसका नाम से ही स्पष्ट है, यह डिस्क के घूर्णनों की संख्या को रजिस्टर करता है जो ऊर्जा उपभोग के सीधे अनुपात में किलोवाट-घंटा में होता है। डिस्क शाफ्ट पर एक गियर से चलाया जाने वाला एक डिस्क स्पिंडल होता है जो डिस्क के घूर्णनों की संख्या को दर्शाता है।
ऊर्जा मीटर का कार्य सिद्धांत
एक फेज प्रेरण टाइप ऊर्जा मीटर का कार्य दो मुख्य मूलभूत तत्वों पर आधारित है:
एल्युमिनियम डिस्क का घूर्णन।
उपभोग की गई ऊर्जा की गणना और प्रदर्शन की व्यवस्था।
एल्युमिनियम डिस्क का घूर्णन
धातु की डिस्क का घूर्णन दो कोइलों द्वारा संचालित किया जाता है। दोनों कोइल इस तरह से व्यवस्थित की गई हैं कि एक कोइल वोल्टेज के अनुपात में चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है और दूसरी कोइल वर्तमान के अनुपात में चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है। वोल्टेज कोइल द्वारा उत्पन्न क्षेत्र 90° देरी से आता है ताकि डिस्क में एडी करंट पैदा हो सकें। दो क्षेत्रों द्वारा डिस्क पर लगाए गए बल को तुरंत वर्तमान और वोल्टेज कोइल में वर्तमान और वोल्टेज के उत्पाद के अनुपात में होता है।
इसके परिणामस्वरूप, एक हल्की एल्युमिनियम डिस्क वायु अंतराल में घूमती है। लेकिन जब कोई विद्युत सप्लाई नहीं होती, तो डिस्क को रोकने की आवश्यकता होती है। एक स्थायी चुंबक ब्रेक के रूप में कार्य करता है जो डिस्क के घूर्णन का विरोध करता है और शक्ति उपभोग के संबंध में घूर्णन की गति को संतुलित करता है।
उपभोग की गई ऊर्जा की गणना और प्रदर्शन की व्यवस्था
इस सिस्टम में, फ्लोटिंग डिस्क का घूर्णन गिना जाता है और फिर मीटर विंडो पर प्रदर्शित किया जाता है। एल्युमिनियम डिस्क एक स्पिंडल से जुड़ा होता है जिस पर एक गियर होता है। यह गियर रजिस्टर को चलाता है और डिस्क के घूर्णनों की गणना की जाती है और रजिस्टर पर प्रदर्शित की जाती है जिसमें एक श्रृंखला में डायल होते हैं और प्रत्येक डायल एक अंक का प्रतिनिधित्व करता है। मीटर के सामने एक छोटा प्रदर्शन विंडो होता है जो डायलों की मदद से उपभोग की गई ऊर्जा का पाठ दिखाता है। शंट मैग्नेट के केंद्रीय भाग में एक तांबे की छत्ती होती है। शंट मैग्नेट द्वारा उत्पन्न फ्लक्स और आपूर्ति वोल्टेज के बीच फेज कोण लगभग 900 करने के लिए छत्ती के स्थान में थोड़ी सी समायोजन की आवश्यकता होती है।
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