Kio estas Energiometro kaj Kiel Ĝi Funkciadas？
Difino: Energiometro estas aparato uzata por mezuri la elektran energion konsumitan de elektra ŝarĝo. Elektra energio rilatas al la tuta potenco konsumita kaj utiligita de ŝarĝo dum specifa periodo de tempo. Energiometroj estas uzataj en hejmaj kaj industraj AC-cirkvitoj por mezuri potenkonsumon. Ili estas relative malgrandaŭlaj kaj akurataj.
Konstruo de Energiometro
La konstruo de unu-faza energiometro estas montrita en la suba figuro.
La energiometro konsistas el kvar ĉefaj komponentoj, nome:
Sube estas donita detala klarigo de ĉiu komponento.
Impulsasistemo
La elektromagneto servas kiel la kernkomponento de la impulsasistemo. Ĝi funkcias kiel tempora magnetilo, aktivigita per la elektra streĉo pasanta tra sia spiralo. La kerno de tiu elektromagneto estas konstruita el siliciumaĉieraj lamenadoj.
En la impulsasistemo estas du elektromagnetiloj. La supra estas nomata shunt-elektromagneto, dum la suba estas konata kiel serio-elektromagneto.
La centra parto de la magneto estas ekipita kun kupra bandaĵo, kiu estas regulebla. La ĉefa rolo de ĉi tiu kupra bandaĵo estas alini la magnetan flukton generitan de la shunt-magneto tiel ke ĝi estu perfekte perpendikulara al la provizita volto.
Mova Sistemo
La mova sistemo havas aluminiaplaneton montitan sur legantoŝafto. Ĉi tiu planeto estas poziciita en la aer-gapo inter la du elektromagnetiloj. Kiam la magnetkampo ŝanĝiĝas, viktor-fluxoj induktiĝas en la planeto. Ĉi tiuj viktor-fluxoj interagiĝas kun la magnetflukto, generante deflekta momenton.
Kiam elektraj aparatoj trakonas potencon, la aluminiaplaneto komencas turni. Post certa nombro da turniĝoj, la planeto indikas la kvanton de elektra energio konsumita de la ŝarĝo. La nombro da turniĝoj estas kalkulata dum specifa tempo-intervalo, kaj la planeto mezuras potenkonsumon en kilovatthoroj.
Bremsasistemo
Permanenta magneto estas uzata por malrapidi la turniĝon de la aluminiaplaneto. Kiam la planeto turnas, ĝi induktas viktor-fluxojn. Ĉi tiuj viktor-fluxoj interagiĝas kun la magnetflukto de la permanenta magneto, kreante bremsmomenton.
Ĉi tiu bremsmomento kontraŭstaras la movon de la planeto, reduktante ĝian turnan rapidon. La permanenta magneto estas regulebla; relokigante ĝin radialte, la bremsmomenton povas esti modifita.
Registro (Kontadasistemo)
La ĉefa funkcio de la registro, aŭ kontadasistemo, estas registri la nombron da turniĝoj de la aluminiaplaneto. La turniĝo de la planeto estas direktproporcionala al la elektra energio konsumita de la ŝarĝo, mezurita en kilovatthoroj.
La turniĝo de la planeto estas transdonita al la indikiloj de diversaj kadroj por registri malsamajn legojn. La energikonsumo en kilovatthoroj estas kalkulata per multipliko de la nombro da planetturniĝoj per la metrokostanto. La kadro-konfiguro estas montrita en la suba figuro.
Funkciaprincipo de la Energiometro
Energiometro havas aluminiaplaneton, kies turniĝo estas uzata por determini la potenkonsumon de la ŝarĝo. Ĉi tiu planeto estas poziciita en la aer-gapo inter la serio-elektromagneto kaj la shunt-elektromagneto. La shunt-magneto estas ekipita kun preseospiralo, dum la serio-magneto havas stromspiralon.
La preseospiralo generas magnetan kampon pro la provizita volto, kaj la stromspiralo produktas magnetican kampon kiel rezulto de la ŝarĝstreĉo pasanta tra ĝi.
La magnetkampo induktita de la volto (preseo) spiralo malfruas la magnetkampon de la stromspiralo je 90°. Ĉi tiu fazdiferenco induktas viktor-fluxojn en la aluminiaplaneto. La interago inter ĉi tiuj viktor-fluxoj kaj la kombinita magnetkampo generas momenton, kiu aplikas turnan forton sur la planeton. Konsekvencaje, la planeto komencas turni.
La turna forto aganta sur la planeto estas proporcionala al la stromo tra la stromspiralo kaj la volto tra la preseospiralo. La permanenta magneto en la bremsasistemo regulas la turnon de la planeto. Ĝi kontraŭstaras la movon de la planeto, asigante ke la turna rapido kongruas kun la efektiva potenkonsumo. Ciklometro (kontadasistemo) tiam kalkulas la nombron da turniĝoj de la planeto por kvantigi la energiuzon.
Teorio de la Energiometro
La preseospiralo havas relativan grandan nombron da spiroj, farante ĝin altinduktiva. La magnetcirkvito de la preseospiralo havas tre malaltresistan vojon, dank'al la mallonga aer-gapo en ĝia magnetstrukturo. La stromo Ip fluanta tra la preseospiralo, drivita per la provizita volto, malfruas la provizitan volton proksimume je 90° pro la alta induktiveco de la spiralo.
La stromo Ip generas du magnetajn fluxojn, Φp, kiu plu disigas en Φp1 kaj Φp2. Granda parto de la fluxo Φp1 pasas tra la flankgapa pro ĝia malalta resistanco. La fluxo Φp2 vojaĝas tra la planeto kaj induktas drivan momenton kiu kaŭzas la aluminioplaneton turni.
La fluxo Φp estas proporcionala al la aplika volto kaj malfruas post la volto je angulo de 90°. Ĉar ĉi tiu fluxo estas alternanta, ĝi induktas viktor-fluxon Iep en la planeton.
La ŝarĝstremo fluanta tra la stromspiralo induktas fluxon Φs. Ĉi tiu fluxo generas viktor-fluxon Ies en la planeton. La viktor-fluxo Ies interagiĝas kun la fluxo Φp, kaj la viktor-fluxo Iep interagiĝas kun Φs, rezultigante alian momenton. Ĉi tiuj du momentoj agas en kontraŭdirekto, kaj la netomomento estas la diferenco inter ili.
La fazor-diagramo de la energiometro estas montrita en la suba figuro.
Lasu
V – aplika volto
I – ŝarĝstremo
∅ – la fazangulo de ŝarĝstremo
Ip – preseofazangulo de ŝarĝo
Δ – la fazangulo inter provizita volto kaj preseospirala fluxo
f – frekvenco
Z – impedaĵo de viktor-fluxo
∝ – la fazangulo de viktor-fluxopadoj
Eep – viktor-fluxo induktita de fluxo
Iep – viktor-fluxo pro fluxo
Eev – viktor-fluxo pro fluxo
Ies – viktor-fluxo pro fluxo
La netodriva momento de la planeto esprimiĝas kiel
kie K1 – konstanto
Φ1 kaj Φ2 estas la fazanguloj inter la fluxoj. Por energiometro, ni prenas Φp kaj Φs.
β – fazangulo inter fluxoj Φp kaj Φp = (Δ – Φ), do
Je stabila stato, la rapido de la driva momento egalas la bremsmomenton.
La rapido de la turniĝo estas direktproporcionala al la potenco.
La tri-faza energiometro estas uzata por mezuri grandan potenkonsumon.
