Budowa licznika energii przemiennoprądowej

Liczniki energii są podstawowym elementem do pomiaru zużycia energii. Są używane wszędzie, niezależnie od wielkości zużycia. Są również znane jako liczniki watogodzinne. W tym miejscu omówimy konstrukcję i zasady działania indukcyjnego licznika energii.
Aby zrozumieć strukturę licznika watogodzinnego, musimy poznać cztery niezbędne komponenty licznika. Komponenty te są następujące:

1. System napędowy

2. System ruchomy

3. System hamujący

4. System rejestracyjny

System napędowy

Komponentami tego systemu są dwa laminowane żelazosilikonowe elektromagnesy. Górny elektromagnes nazywany jest magnesem szeregowym i zawiera cewkę napięciową składającą się z wielu zwinięć cienkiego przewodu. Dolny elektromagnes nazywany jest magnesem szeregowym i zawiera dwie cewki prądowe składające się z kilku zwinięć grubego przewodu. Cewki prądowe są połączone szeregowo z obwodem, a prąd obciążenia przepływa przez nie.
Podczas gdy cewka napięciowa jest połączona z siecią elektryczną i tworzy wysoką proporcję indukcyjności do oporu. W dolnej części magnesu szeregowego znajdują się pasy miedziane, które zapewniają kompensację tarcia, tak aby kąt fazowy między fluxem magnesu szeregowego a napięciem zasilania wynosił dokładnie 90o.

System ruchomy

Jak widać na rysunku, w szczelinie między dwoma elektromagnesami umieszczona jest cienka tarcza aluminium zamontowana na pionowej osi. W tarczy aluminium indukowane są wiry wirowe, gdy przecina ona flux wytworzony przez oba magnesy. W rezultacie interferencji wirów wirowych i dwóch pól magnetycznych powstaje moment odchylenia w tarczy. Gdy zaczynasz zużywać energię, tarcza zaczyna się wolno obracać, a wiele obrotów tarczy wyświetla zużycie energii w określonym przedziale czasu. Zwykle mierzone jest w kilowatogodzinach.

System hamujący

Głównym elementem tego systemu jest stały magnes zwany magnesem hamującym. Jest on umieszczony blisko tarczy, aby w niej indukować wiry wirowe w wyniku ruchu obrotowego tarczy przez pole magnetyczne. Ten wir wirowy reaguje z fluxem i wywiera moment hamujący, który przeciwstawia się ruchowi tarczy. Prędkość tarczy można kontrolować poprzez zmianę fluxu.

System rejestracyjny

Jak sama nazwa wskazuje, ten system rejestruje liczbę obrotów tarczy, która jest proporcjonalna do zużytej energii bezpośrednio w kilowatogodzinach. Istnieje wałek tarczy, który jest napędzany przez koło zębate na osi tarczy i wskazuje liczbę obrotów tarczy.

Zasada działania licznika energii

Działanie jednofazowych indukcyjnych liczników energii opiera się na dwóch głównych fundamentalnych zasadach:

1. Obrót tarczy aluminium.

2. Układ liczenia i wyświetlania ilości zużytej energii.

Obrót tarczy aluminium

Obrót metalowej tarczy odbywa się dzięki dwóm cewkom. Obie cewki są tak ułożone, że jedna cewka tworzy pole magnetyczne proporcjonalne do napięcia, a druga cewka tworzy pole magnetyczne proporcjonalne do prądu. Pole wytworzone przez cewkę napięciową jest opóźnione o 90o, co powoduje indukcję wirów wirowych w tarczy. Siła działająca na tarczę przez dwa pola jest proporcjonalna do iloczynu natężenia prądu i napięcia w cewkach.
W wyniku tego lekka tarcza aluminium obraca się w szczelinie powietrznej. Ale istnieje potrzeba zatrzymania tarczy, gdy nie ma zasilania. Stały magnes działa jako hamulec, który przeciwstawia się obrotowi tarczy i równoważy prędkość obrotu w stosunku do zużycia energii.

Układ liczenia i wyświetlania zużytej energii

W tym systemie, obroty pływającej tarczy są zliczane, a następnie wyświetlane w oknie licznika. Tarcza aluminium jest połączona z wałkiem, który posiada koło zębate. To koło zębate napędza rejestrator, a obroty tarczy są zliczane i wyświetlane na rejestratorze, który składa się z serii cyferblatów, a każdy cyferblat reprezentuje pojedynczą cyfrę. Małe okno wyświetlacza na froncie licznika wyświetla wartość zużytej energii przy pomocy cyferblatów. Istnieje pierścień cieniujący z miedzi w centralnym ramieniu magnesu szeregowego. Aby uzyskać kąt fazowy około 900 między fluxem wytworzonym przez magnes szeregowy a napięciem zasilania, wymagane są małe dostosowania położenia pierścienia.

Oświadczenie: Szanujemy oryginalność, dobre artykuły są warte udostępniania, jeśli wystąpi naruszenie praw autorskich, prosimy o kontakt w celu usunięcia.