Enerji sayacı nədir və onun quruluş və işləmə prinsipi nədir
Tərif: Enerji sayacı elektrik yükü tərəfindən istifadə olunan elektrik enerjisini ölçmək üçün istifadə olunan cihazdır. Elektrik enerjisi, müəyyən bir müddət ərzində yük tərəfindən istifadə olunan ümumi gücdür. Enerji sayacı ev və endirsimizdə AC şəbəkələrində enerji istifadəsini ölçmək üçün istifadə olunur. Onlar nisbətən ucuz və dəqiqdir.
Enerji Sayacının Quruluşu
Aşağıdakı şəkildə tək fazalı enerji sayacının quruluşu göstərilmişdir.
Enerji sayacı dörd əsas komponentdən ibarətdir:
Əvvəlcə hər bir komponentin ətraflı izahı verilir.
Sürücü Sistemi
Elektromaqnit, sürücü sisteminin əsas komponentidir. Bu, onun bobinindən keçən elektrik akımı tərəfindən aktiv edilən müvəqqəti maqnittır. Bu elektromaqnitin mərkəzi silis demirdən laminasiyalardan hazırlanır.
Sürücü sistemində iki elektromaqnit mövcuddur. Üstki biri shunt elektromaqnit, altındakı isə seriyalı elektromaqnit adlanır.
Maqnitin mərkəzi ucu, ayarlanabilən bir mis köpüklü bandla donatılır. Bu mis köpüklü bandın asıl məqsədi, shunt maqnit tərəfindən yaradılan maqnitik fluxın, təmin edilən voltaja tamamən perpendikulyar olaraq həyata keçirməkdir.
Hərəkət Sistemi
Hərəkət sistemi alüminium diskin alaşta bir sülünə monte edilmiş formada yerləşir. Bu disk iki elektromaqnit arasındakı hava boşluğunda yerləşir. Maqnit sahəsi dəyişərkən, diskin içində buraxma akımları yarandır. Bu buraxma akımları maqnitik fluxla etkileşir, buna görə də bir dönən moment yaradır.
Elektrik cihazları enerji çəkərkən, alüminium disk dönməyə başlayır. Belə bir sayda dairə döndükdən sonra, disk yük tərəfindən istifadə olunan elektrik enerji miqdarını göstərir. Dairə sayı, müəyyən bir zaman intervalı ərzində sayılır və disk enerji istifadəsini kilovatt-saatlarda ölçür.
Fren Sistemi
Daimi maqnit, alüminium diskin dövrünü yavaşlatmaq üçün istifadə olunur. Disk dövrənən, onun içində buraxma akımları yarandır. Bu buraxma akımları daimi maqnitin maqnitik fluxu ilə etkileşir, buna görə də fren momenti yaradır.
Bu fren momenti diskin hərəkətinə zidd olan bir kuvvet yaratır, onun dövrünün sürətini azaltır. Daimi maqnit ayarlanabilir; onu radiusa görə yenidən qoyularaq, fren momenti dəyişdirilə bilər.
Qeyd (Sayma Mekanizmi)
Qeyd və ya sayma mekanizminin əsas funksiyası, alüminium diskin dairə sayısını qeyd etməkdir. Diskin dairəsi, yük tərəfindən istifadə olunan elektrik enerji miqdarına, kilovatt-saatlarda uyğun gəlir.
Diskin dairəsi müxtəlif göstəricilərə keçirilir və fərqli oqunuşlar qeyd olunur. Kilovatt-saatlarda enerji istifadəsi, diskin dairə sayı ilə sayac sabiti hasilinə bərabərdir. Göstəricilərin konfiqurasiyası aşğıdakı şəkildə göstərilmişdir.
Enerji Sayacının İşləmə Prinsipi
Enerji sayacı, yükün enerji istifadəsini müəyyənləşdirmək üçün dövrənən alüminium diski özündə saxlamır. Bu disk, seriyalı elektromaqnit və shunt elektromaqnit arasındakı hava boşluğunda yerləşir. Shunt maqnit basınç bobinindən, seriyalı maqnit isə akım bobinindən ibarətdir.
Basınç bobini, təmin edilən voltaj tərəfindən maqnit sahəsi yaratır, akım bobunu da ondan keçən yük akımı tərəfindən maqnit sahəsi yaratır.
Voltaj (basınç) bobinindən yaranan maqnit sahəsi, akım bobunun maqnit sahəsindən 90° geri qalır. Bu faz fərqi, alüminium diskin içində buraxma akımları yaradır. Bu buraxma akımları və birləşmiş maqnitik sahələr arasında etkileşmə, bir moment yaradır ki, bu moment diskin üzərində dövrənən bir kuvvet yaratır. Buna görə, disk dönməyə başlayır.
Diskin üzərindəki dövrənən kuvvet, akım bobunun içindən keçən akım və basınç bobunun üzərindəki voltajla mütənasibdir. Fren sistemindeki daimi maqnit, diskin dövrünü idarə edir. O, diskin hərəkətinə zidd olan bir kuvvet yaratır, dövrün sürətinin faktiki enerji istifadəsi ilə uyğunlaşmasını təmin edir. Sonra, siklometr (sayma mekanizmi) diskin dairə sayısını sayaraq, enerji istifadəsini ölçür.
Enerji Sayacının Nəzəriyyəsi
Basınç bobinin nisbətən böyük sayıda sarığı var, bu onu yüksək induktiv edir. Basınç bobunun maqnitik şəbəkəsi, onun maqnitik strukturu içinde kiçik hava boşluğunun uzunluğu səbəbindən, çox aşağı dirençli bir yol sağlayır. Basınç bobunun içindən keçən İp akımı, bobunun yüksək induktivliyinə görə, təmin edilən voltajdan təxminən 90° geri qalır.
İp akımı, Φp adlı iki maqnitik flux yaratır, bu da daha sonra Φp1 və Φp2-yə bölünür. Φp1 fluxunun böyük hissəsi, aşağı dirençli yan boşluğa keçir. Φp2 fluxu, diskin içindən keçir və onda dövrənən bir moment yaratır ki, bu alüminium diskin dövrənməsinə səbəb olur.
Φp fluxu, tətbiq edilən voltaja mütənasibdir və voltajdan 90° geri qalır. Bu flux alternativ olduğundan, diskin içində İep adlı bir buraxma akımı yaratır.
Akım bobunun içindən keçən yük akımı, Φs adlı bir flux yaratır. Bu flux, diskin içində İes adlı bir buraxma akımı yaratır. İes buraxma akımı, Φp fluxu ilə, İep buraxma akımı isə Φs fluxu ilə etkileşir, buna görə də digər bir moment yaradır. Bu iki moment zidd istiqamətlərə işləyir və net moment, onların fərqidir.
Enerji sayacının fazor diaqramı, aşağıdakı şəkildə göstərilmişdir.
Göstərik
V - tətbiq edilən voltaj
I - yük akımı
∅ - yük akımının faz açısı
İp - yükün basınç açısı
Δ - təmin edilən voltaj və basınç bobunun fluxu arasındakı faz açısı
f - tezlik
Z - buraxma akımının impedansı
∝ - buraxma akım yollarının faz açısı
Eep - flux tərəfindən yaradılmış buraxma akımı
İep - flux tərəfindən yaradılmış buraxma akımı
Eev - flux tərəfindən yaradılmış buraxma akımı
İes - flux tərəfindən yaradılmış buraxma akımı
Diskin net dövrənən momenti, aşağıdakı kimi ifadə olunur
burada K1 - sabit
Φ1 və Φ2 fluxlar arasındakı faz açıdır. Enerji sayacı üçün, Φp və Φs götürülür.
β - Φp və Φp fluxları arasındakı faz açısıdır, β = (Δ - Φ), beləliklə
Stasioner rejimdə, sürət momenti fren momentinə bərabərdir.
Dövrün sürəti, güca mütənasibdir.
Üç fazalı enerji sayacı, böyük enerji istifadəsini ölçmək üçün istifadə olunur.
