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:

• Driving System

• Moving System

• Braking System

• Registering System

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 series electromagnet nakakilus sa load current nga nagdaog sa current coil.

• Ang coil sa shunt electromagnet direkta nga gikonektado sa power supply, kini nagdaog og current nga proportional sa shunt voltage. Kini nga coil usab gitawag og pressure coil.

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 I_p 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 I_p generates two magnetic fluxes, Φ_p, which is further split into Φ_p1 and Φ_p2. A major portion of the flux Φ_p1 passes through the side gap due to its low reluctance. The flux Φ_p2 travels through the disc and induces a driving torque that causes the aluminium disc to rotate.

The flux Φ_p 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 I_ep in the disc.

The load current flowing through the current coil induces a flux Φs. This flux generates an eddy current I_es in the disc. The eddy current I_es interacts with the flux Φ_p, and the eddy current I_ep 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
I_p – 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
E_ep – eddy current induced by flux
I_ep – eddy current due to flux
E_ev – eddy current due to flux
I_es – 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 Φ_p and Φ_s.

β – phase angle between fluxes Φ_p and Φ_p = (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.