Costruzione del Contatore di Energia Alternata

I contatori di energia sono la parte fondamentale per misurare il consumo di potenza. Vengono utilizzati ovunque, indipendentemente dal consumo, grande o piccolo che sia. È anche noto come contatore watt-orario. Qui discutiamo della costruzione e del principio di funzionamento del contatore di energia a induzione.
Per comprendere la struttura del contatore watt-orario, dobbiamo comprendere i quattro componenti essenziali del contatore. Questi componenti sono i seguenti:

1. Sistema di guida

2. Sistema di movimento

3. Sistema di frenata

4. Sistema di registrazione

Sistema di guida

I componenti di questo sistema sono due elettromagneti laminati in acciaio silicio. L'elettromagnete superiore è chiamato magnete di derivazione e porta una bobina di tensione costituita da molte spire di filo sottile. L'elettromagnete inferiore è chiamato magnete di serie e porta due bobine di corrente costituite da poche spire di filo spesso. Le bobine di corrente sono collegate in serie con il circuito e la corrente di carico passa attraverso di esse.
Mentre la bobina di tensione è collegata alla rete elettrica principale e produce un'alta rapporto di induttanza a resistenza. Ci sono fasce di rame nella parte inferiore del magnete di derivazione che forniscono compensazione frizionale in modo che l'angolo di fase tra il flusso magnetico del magnete di derivazione e la tensione di alimentazione sia esattamente 90o.

Sistema di movimento

Come puoi vedere nella figura, c'è un disco sottile di alluminio posizionato nello spazio tra i due elettromagneti e montato su un perno verticale. Le correnti indotte nel disco di alluminio quando taglia il flusso prodotto da entrambi i magneti. Come risultato dell'interferenza delle correnti indotte e dei due campi magnetici, si costituisce una coppia di deflessione nel disco. Quando inizi a consumare potenza, il disco inizia lentamente a ruotare e le sue rotazioni mostrano il consumo di potenza, in un determinato intervallo di tempo. Normalmente viene misurato in chilowatt-orari.

Sistema di frenata

La parte principale di questo sistema è un magnete permanente chiamato magnete di frenata. È posizionato vicino al disco in modo che vengano indotte correnti indotte in esso a causa del movimento del disco rotante attraverso il campo magnetico. Queste correnti indotte reagiscono con il flusso e esercitano una coppia di frenata che oppone il moto del disco. La velocità del disco può essere controllata cambiando il flusso.

Sistema di registrazione

Come suggerisce il nome, registra il numero di rotazioni del disco, proporzionale all'energia consumata direttamente in chilowatt-orari. C'è uno spindolo del disco che è azionato da un ingranaggio sul perno del disco e indica il numero di volte in cui il disco ha girato.

Principio di funzionamento del contatore di energia

Il funzionamento dei contatori di energia monofase a induzione si basa su due principi fondamentali:

1. Rotazione del disco di alluminio.

2. Disposizione del conteggio e della visualizzazione dell'energia consumata.

Rotazione di un disco di alluminio

La rotazione del disco metallico è operata da due bobine. Entrambe le bobine sono disposte in modo tale che una bobina produca un campo magnetico proporzionale alla tensione e l'altra bobina crei un campo magnetico proporzionale alla corrente. Il campo prodotto dalla bobina di tensione è ritardato di 90o in modo che vengano indotte correnti indotte nel disco. La forza esercitata sul disco dai due campi è proporzionale al prodotto della corrente immediata e della tensione nelle bobine.
Come risultato, un leggero disco di alluminio ruota in un vuoto d'aria. Tuttavia, c'è bisogno di fermare il disco quando non c'è alimentazione. Un magnete permanente funge da freno che oppone la rotazione del disco e bilancia la velocità di rotazione in relazione al consumo di potenza.

Disposizione del conteggio e della visualizzazione dell'energia consumata

In questo sistema, la rotazione del disco galleggiante viene contata e poi visualizzata sulla finestra del contatore. Il disco di alluminio è collegato a uno spindolo che ha un ingranaggio. Questo ingranaggio aziona il registro e le rivoluzioni del disco vengono contate e visualizzate sul registro che ha una serie di quadranti e ogni quadrante rappresenta una singola cifra. C'è una piccola finestra di visualizzazione sul fronte del contatore che visualizza la lettura dell'energia consumata con l'aiuto dei quadranti. C'è un anello di schermatura di rame sul braccio centrale del magnete di derivazione. Per rendere l'angolo di fase tra il flusso prodotto dal magnete di derivazione e la tensione di alimentazione circa 900, sono necessarie piccole regolazioni nella posizione dell'anello.

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