چه چیزی ادغام ساز است
تعریف و طبقهبندی دستگاههای ادغامی
تعریف
دستگاه ادغامی برای اندازهگیری انرژی کلی توسط مدار الکتریکی در یک بازه زمانی خاص طراحی شده است. این دستگاه روی مقدار کلی انرژی مصرفی تمرکز میکند، بدون در نظر گرفتن سرعت مصرف. یک مثال برجسته از دستگاه ادغامی، متر ساعت-وات است که به طور مستقیم انرژی را به واحد ساعت-وات محاسبه میکند. این عملکرد دستگاههای ادغامی را در تعیین دقیق مقدار کلی انرژی مصرفی در سیستمهای الکتریکی مختلف، چه در محیطهای مسکونی، تجاری یا صنعتی، بسیار ارزشمند میسازد.
نوعهای دستگاههای ادغامی
دستگاههای ادغامی میتوانند به دو نوع اصلی تقسیمبندی شوند: متر ساعت و متر موتور. هر نوع از مکانیزمهای منحصر به فردی برای دستیابی به ادغام انرژی الکتریکی در طول زمان استفاده میکند.
متر ساعت
متر ساعت شامل یک مکانیزم ساعتی تخصصی با دو پاندول و دو دسته سیمپیچ است. یک سیمپیچ توسط جریان الکتریکی که از مدار عبور میکند تغذیه میشود، در حالی که دیگری توسط ولتاژ موجود در آن تغذیه میشود. سیمپیچ جریان به طور ثابت در جای خود قرار دارد، در حالی که سیمپیچ ولتاژ به پاندول متصل است. وقتی مدار الکتریکی فعال است، نیروهای مغناطیسی تولید شده توسط سیمپیچهای جریان و ولتاژ با هم تعامل میکنند. این نیروها بر پاندول اثر میگذارند و آن را به حرکت درمیآورند. نیرو مغناطیسی از سیمپیچ جریان ثابت که پاندول را به خود میکشاند، یک حرکت پویا ایجاد میکند که به طور مستقیم با پارامترهای الکتریکی مدار مرتبط است. این حرکت به نوبه خود به یک اندازهگیری از انرژی مصرفی کلی در طول زمان تبدیل میشود، در حالی که مکانیزم ساعتی زمان را ردیابی کرده و آن را با ورودی انرژی الکتریکی هماهنگ میکند.
متر ساعت (ادامه)
نیرو مغناطیسی تولید شده توسط سیمپیچها نیرویی را بر پاندول وارد میکند که آن را به سمت سیمپیچهای جریان ثابت میکشاند. این عمل یک تعامل بین دو پاندول را آغاز میکند. وقتی یک پاندول به جلو حرکت میکند، پاندول دیگر تأثیر ترمزی میبیند. تفاوت در حرکات نوسانی این پاندولها به عنوان نشانهای از انرژی الکتریکی مصرفی توسط مدار عمل میکند. با اندازهگیری دقیق و تحلیل این تفاوتها در حرکت پاندولها در طول زمان، متر ساعت میتواند انرژی کلی را به طور دقیق محاسبه و نمایش دهد.
متر موتور
متر موتور به عنوان یک دستگاه قابل اعتماد و کارآمد برای اندازهگیری انرژی الکتریکی شناخته شده و در بسیاری از کاربردها مورد توجه قرار گرفته است. از نظر ساختاری، این دستگاه شامل سه مؤلفه اساسی است که هر یک نقش مهمی در عملکرد آن دارند:
سیستم عملیاتی
سیستم عملیاتی متر موتور طراحی شده است تا گشتاور تولید کند. این گشتاور به طور مستقیم متناسب با جریان الکتریکی که از مدار مورد اندازهگیری عبور میکند است. هر چه جریان تغییر کند، گشتاور تولید شده توسط سیستم عملیاتی نیز تغییر میکند. این گشتاور به عنوان نیروی محرک عمل میکند و سیستم متحرک متر را به حرکت درمیآورد. در واقع، سیستم عملیاتی انرژی الکتریکی از جریان را به انرژی چرخشی مکانیکی تبدیل میکند و فرآیند اندازهگیری را آغاز میکند.
سیستم ترمز
سیستم ترمز وظیفه حیاتی ایجاد گشتاور ترمز در متر را بر عهده دارد. این گشتاور ترمز به طور مستقیم متناسب با سرعت چرخش سیستم متحرک است. مکانیزم این کار شامل تولید جریانهای دورانی است. وقتی دیسک متحرک که در میدان مغناطیسی یک مغناطیس دائمی قرار دارد، چرخیده، این جریانهای دورانی تولید میشوند. تعامل بین این جریانهای دورانی و میدان مغناطیسی گشتاور ترمز را ایجاد میکند. این گشتاور به عنوان نیروی مقاومت علیه گشتاور محرک از سیستم عملیاتی عمل میکند و مطمئن میشود که متر با سرعت چرخشی ثابت و منظم کار میکند. بدون یک سیستم ترمز موثر، بخشهای متحرک متر بدون کنترل شتاب مییافتند و اندازهگیریهای غیردقیقی را ایجاد میکردند.
سیستم ثبت
سیستم ثبت مسئول تبدیل حرکت چرخشی سیستم متحرک به یک نمایش قابل خواندن از مصرف انرژی است. سیستم متحرک روی یک میله پیچیده قرار دارد. یک سری چرخها که به آن «قطار چرخها» گفته میشود، از طریق یک دندانهای به میله پیچیده متصل میشوند. هنگامی که میله پیچیده به دلیل گشتاور محرک از سیستم عملیاتی چرخیده، چرخها نیز میچرخند. میله پیچیده با نشانههایی مجهز شده است که روی دایرههای کالیبرهشده حرکت میکنند و مصرف انرژی را در واحدهای مختلفی مانند دهها، صدها، دهمها و غیره نمایش میدهند. این نمایش تصویری به کاربران اجازه میدهد تا به راحتی مقدار انرژی الکتریکی مصرفی در طول یک بازه زمانی مشخص را مراقبت و ثبت کنند.
در مقایسه با مترهای ساعت، مترهای موتور راه حلی ارزانتر ارائه میدهند. طراحی پیچیده و نیازهای تولید مترهای ساعت باعث هزینه بالاتر آنها میشود. بنابراین، مترهای موتور در محیطهای صنعتی، جایی که اندازهگیری انرژی در مقیاس بزرگ و مداوم مورد نیاز است، انتخاب اولیه شدهاند. قیمتگذاری مناسب، به همراه عملکرد قابل اعتماد و دقیق آنها، آنها را برای محیطهای کاری صنعتی که نیازهای سختگیرانهای دارند، مناسب میسازد.
عملکرد متر ساعت و جزئیات متر موتور
متر ساعت
نیروهای مغناطیسی تولید شده توسط سیمپیچها نیرویی را بر پاندول وارد میکنند که آن را به سمت سیمپیچهای ثابت میکشاند. این عمل یک تعامل بین دو پاندول را آغاز میکند. وقتی یک پاندول به جلو حرکت میکند، پاندول دیگر تأثیر ترمزی میبیند. تغییرات در الگوهای نوسانی این پاندولها به عنوان نشانهای از انرژی الکتریکی در مدار عمل میکند. با اندازهگیری دقیق این اختلافها در حرکت پاندولها، متر ساعت میتواند انرژی کلی مصرفی در یک بازه زمانی خاص را به طور دقیق تعیین کند.
متر موتور
متر موتور یک دستگاه گسترده استفاده شده برای اندازهگیری انرژی، به دلیل قابلیت اطمینان و کارآمدی آن. این دستگاه از سه مؤلفه اساسی تشکیل شده است که هر یک نقش متمایز و مهمی در عملکرد آن دارد:
سیستم عملیاتی
سیستم عملیاتی متر موتور طراحی شده است تا گشتاور تولید کند که به طور مستقیم متناسب با جریان الکتریکی که از مدار مورد اندازهگیری عبور میکند است. این گشتاور به عنوان نیروی محرک عمل میکند و سیستم متحرک متر را به حرکت درمیآورد. هر چه جریان تغییر کند، گشتاور تولید شده توسط سیستم عملیاتی نیز تغییر میکند و مطمئن میشود که حرکت متر به طور دقیق انعکاسدهنده ورودی انرژی الکتریکی است. در واقع، سیستم عملیاتی انرژی الکتریکی از جریان را به انرژی چرخشی مکانیکی تبدیل میکند و فرآیند اندازهگیری انرژی را آغاز میکند.
سیستم ترمز
سیستم ترمز وظیفه حیاتی ایجاد گشتاور ترمزی را بر عهده دارد که به طور مستقیم مرتبط با سرعت چرخش سیستم متحرک است. این گشتاور ترمز از طریق القای جریانهای دورانی تولید میشود. وقتی دیسک متحرک که در میدان مغناطیسی یک مغناطیس دائمی قرار دارد، چرخیده، جریانهای دورانی تولید میشوند. تعامل بین این جریانهای دورانی و میدان مغناطیسی گشتاور ترمز را ایجاد میکند. این گشتاور به عنوان نیروی مقاومت علیه گشتاور محرک از سیستم عملیاتی عمل میکند و مطمئن میشود که متر با سرعت چرخشی ثابت کار میکند. بدون یک سیستم ترمز موثر، بخشهای متحرک متر بدون کنترل شتاب مییافتند و اندازهگیریهای غیردقیقی را ایجاد میکردند.
سیستم ثبت
سیستم ثبت مسئول تبدیل حرکت چرخشی سیستم متحرک به یک نمایش قابل خواندن از مصرف انرژی است. سیستم متحرک روی یک میله پیچیده قرار دارد. یک سری چرخها که به آن «قطار چرخها» گفته میشود، از طریق یک دندانهای به میله پیچیده متصل میشوند. هنگامی که میله پیچیده به دلیل گشتاور محرک از سیستم عملیاتی چرخیده، چرخها نیز میچرخند. میله پیچیده با نشانههایی مجهز شده است که روی دایرههای کالیبرهشده حرکت میکنند و مصرف انرژی را در واحدهای مختلفی مانند دهها، صدها، دهمها و غیره نمایش میدهند. این نمایش تصویری به کاربران اجازه میدهد تا به راحتی مقدار انرژی الکتریکی مصرفی در طول زمان را مراقبت و ثبت کنند.
به دلیل هزینه نسبتاً بالای مترهای ساعت، به خصوص به دلیل طراحی پیچیده و نیازهای تولید آنها، مترهای موتور در محیطهای صنعتی انتخاب اولیه شدهاند. قیمتگذاری مناسب، به همراه توانایی ارائه اندازهگیریهای دقیق و مداوم انرژی، آنها را برای نیازهای اندازهگیری انرژی در مقیاس بزرگ صنعتی مناسب میسازد.
