Unsa ang Energy Meter ug Ano ang Iyang Konstruksyon ug Prinsipyo sa Paggana
Pahayag: Ang isang energy meter usa ka aparato nga gamiton aron sukolon ang elektrisidad nga gigamit sa usa ka load. Ang elektrisidad nagpasabot sa kabuuang kapangyarihan nga gigamit ug gipangita sa usa ka load sa panahon sa ispesifikong panahon. Ang mga energy meter gamiton sa domestiko ug industriyal nga AC circuits aron sukulan ang konsumo sa kapangyarihan. Sila relatyibong murahan ug akurat.
Pagtukod sa Energy Meter
Ang pagtukod sa single - phase energy meter makita sa figure sa ubos.
Ang energy meter adunay apat ka pangunehang komponente, mao kini:
Ang detalyadong pagsulti sa bawg komponente gibuto sa ubos.
Driving System
Ang electromagnet usa ka core component sa driving system. Ito nagsilbi isip temporaryong magnet, aktibado sa elektrikong agos nga nagdaog sa iyang coil. Ang core niining electromagnet gihimo gikan sa silicon steel laminations.
Sa driving system, adunay duha ka electromagnets. Ang taas na siya ang gitawag og shunt electromagnet, samtang ang babaw na siya ang gitawag og series electromagnet.
Ang central limb sa magnet adunay copper band, kini adjustable. Ang key role niining copper band mao ang pag-align sa magnetic flux nga giproduce sa shunt magnet sa paagi nga mas perfect nga perpendicular sa supplied voltage.
Moving System
Ang moving system adunay aluminium disc nga gipasaka sa alloy shaft. Kini nga disc giposisyon sa air gap sa pagitan sa duha ka electromagnets. Sa pag-usab sa magnetic field, ang eddy currents giinduce sa disc. Kini nga eddy currents mag-interact sa magnetic flux, generando ang deflecting torque.
Kapag ang electrical devices magdraw sa power, ang aluminium disc magsugod sa pag-rotate. Pagkahuman sa certain number of rotations, ang disc mosulti sa amount sa elektrikal nga energy nga gigamit sa load. Ang number of rotations gisulti sa specific time interval, ug ang disc measures power consumption in kilowatt - hours.
Braking System
Ang permanent magnet ginamit aron mapauswag ang pag-rotate sa aluminium disc. Sa pag-rotate sa disc, ang eddy currents giinduce. Kini nga eddy currents mag-interact sa magnetic flux sa permanent magnet, creando ang braking torque.
Kini nga braking torque opposes ang motion sa disc, pagbawas sa iyang rotational speed. Ang permanent magnet adjustable; sa pag-reposition niini radial, ang braking torque mahimong ibago.
Registration (Counting Mechanism)
Ang primary function sa registration, o counting mechanism, mao ang pag-record sa number of rotations sa aluminium disc. Ang rotation sa disc directly proportional sa elektrikal nga energy nga gigamit sa load, measured in kilowatt - hours.
Ang rotation sa disc mitransmit sa pointers sa various dials aron suklan ang different readings. Ang energy consumption in kilowatt - hours gicalculation sa pag-multiply sa number of disc rotations sa meter constant. Ang dial configuration makita sa figure sa ubos.
Working Principle sa Energy Meter
Ang energy meter adunay aluminium disc, kini nga rotation gisulti sa power consumption sa load. Kini nga disc giposisyon sa air gap sa pagitan sa series electromagnet ug shunt electromagnet. Ang shunt magnet adunay pressure coil, samtang ang series magnet adunay current coil.
Ang pressure coil generates a magnetic field tungod sa supply voltage, ug ang current coil produces a magnetic field result sa load current nga nagdaog sa iya.
Ang magnetic field induced sa voltage (pressure) coil lags sa magnetic field sa current coil sa 90°. Kini nga phase difference induces eddy currents sa aluminium disc. Ang interaction sa kini nga eddy currents ug combined magnetic fields generates a torque, nga exerts a rotational force sa disc. Resulta, ang disc magsugod sa pag-rotate.
Ang rotational force acting sa disc proportional sa current sa current coil ug voltage sa pressure coil. Ang permanent magnet sa braking system regulates ang rotation sa disc. Ito opposes ang movement sa disc, ensuring ang rotational speed aligns sa actual power consumption. Ang cyclometer (registering mechanism) maka-count sa number of rotations sa disc aron quantify energy usage.
Theory sa Energy Meter
Ang pressure coil adunay relatively large number of turns, making it highly inductive. Ang magnetic circuit sa pressure coil adunay very low reluctance path, tungod sa small air - gap length sa iyang magnetic structure. Ang current Ip flowing through the pressure coil, driven by the supply voltage, lags the supply voltage by approximately 90° due to the coil’s high inductance.
Ang current Ip generates two magnetic fluxes, Φp, which is further split into Φp1 and Φp2. A major portion of the flux Φp1 passes through the side gap due to its low reluctance. The flux Φp2 travels through the disc and induces a driving torque that causes the aluminium disc to rotate.
The flux Φp is proportional to the applied voltage and lags behind the voltage by an angle of 90°. Since this flux is alternating, it induces an eddy current Iep in the disc.
The load current flowing through the current coil induces a flux Φs. This flux generates an eddy current Ies in the disc. The eddy current Ies interacts with the flux Φp, and the eddy current Iep interacts with Φs, resulting in another torque. These two torques act in opposite directions, and the net torque is the difference between them.
The phasor diagram of the energy meter is shown in the figure below.
Let
V – applied voltage
I – load current
∅ – the phase angle of load current
Ip – pressure angle of load
Δ – the phase angle between supply voltage and pressure coil flux
f – frequency
Z – impedance of eddy current
∝ – the phase angle of eddy current paths
Eep – eddy current induced by flux
Iep – eddy current due to flux
Eev – eddy current due to flux
Ies – eddy current due to flux
The net driving torque of the dis is expressed as
where K1 – constant
Φ1 and Φ2 are the phase angle between the fluxes. For energy meter, we take Φp and Φs.
β – phase angle between fluxes Φp and Φp = (Δ – Φ), therefore
At steady state, the speed of the driving torque is equal to the braking torque.
The speed of the rotation is directly proportional to the power.
The three phase energy meter is used for measuring the large power consumption.
