Ինչ է էներգիայի հաշվիչը և ինչպիսին է նրա կառուցվածքը և աշխատանքի սկզբունքը

Սահմանում. Էներգիայի չափիչը սարք է, որը օգտագործվում է էլեկտրական բեռի կողմից պաշտպանված էլեկտրական էներգիայի չափման համար: Էլեկտրական էներգիան նշանակում է բեռի կողմից որոշակի ժամկետում պաշտպանված և օգտագործված ընդհանուր հզորությունը: Էներգիայի չափիչները օգտագործվում են դոմեստիկ և ներկայացնողական AC շղթաներում հզորության պաանության չափման համար: Այդ սարքերը համապատասխանաբար էconomical են և ճշգրիտ են:

Էներգիայի Չափիչի Կառուցվացքը
Միափաստային էներգիայի չափիչի կառուցվացքը ցուցադրված է ներքևում նկարում։ 

Էներգիայի չափիչը կազմված է չորս գլխավոր բաղադրիչներից, այ именно.

• Նախագծող համակարգ

• Շարժվող համակարգ

• Արգելող համակարգ

• Գրանցման համակարգ

Յուրաքանչյուր բաղադրիչի մանրամասն բացատրություն տրված է ներքևում:

Նախագծող համակարգ

Էլեկտրամագնիսը նախագծող համակարգի հիմնական բաղադրիչ է: Այն գործում է 临时中断，继续翻译：

作为一种暂时的磁铁，由通过其线圈的电流激活。这种电磁铁的核心是由硅钢片构成的。

在驱动系统中，有两个电磁铁。上面的一个被称为分流电磁铁，下面的一个被称为串联电磁铁。

• 串联电磁铁由流经电流线圈的负载电流激励。

• 分流电磁铁的线圈直接连接到电源，因此它携带与分流电压成比例的电流。这个线圈也称为压力线圈。

磁铁的中心部分装有一个可调的铜带。铜带的主要作用是使分流磁铁产生的磁通量与供给电压完全垂直对齐。

移动系统

移动系统包含一个安装在合金轴上的铝盘。该盘位于两个电磁铁之间的空气间隙中。随着磁场的变化，在盘上会产生涡流。这些涡流与磁通量相互作用，产生偏转力矩。

当电气设备消耗功率时，铝盘开始旋转。经过一定数量的旋转后，盘指示负载消耗的电能。旋转次数在一个特定的时间间隔内计数，盘测量以千瓦时为单位的功率消耗。

制动系统

使用永久磁铁来减慢铝盘的旋转速度。随着盘的旋转，会在盘上产生涡流。这些涡流与永久磁铁的磁通量相互作用，产生制动力矩。

这种制动力矩对抗盘的运动，降低其旋转速度。永久磁铁是可调节的；通过径向重新定位，可以改变制动力矩。

注册（计数机制）

注册或计数机制的主要功能是记录铝盘的旋转次数。盘的旋转与负载消耗的电能成正比，以千瓦时为单位测量。

盘的旋转被传递到各种表盘的指针上以记录不同的读数。电能消耗以千瓦时计算，方法是将盘的旋转次数乘以仪表常数。表盘配置如下图所示。

能量表的工作原理

能量表具有一块铝盘，其旋转用于确定负载的功率消耗。该盘位于串联电磁铁和分流电磁铁之间的空气间隙中。分流磁铁配备有压力线圈，而串联磁铁具有电流线圈。

压力线圈由于供电电压而产生磁场，而电流线圈则由于流经它的负载电流而产生磁场。

电压（压力）线圈产生的磁场滞后于电流线圈的磁场90°。这种相位差在铝盘上诱导出涡流。这些涡流与组合磁场相互作用，产生扭矩，从而对盘施加旋转力。因此，盘开始旋转。

作用在盘上的旋转力与电流线圈中的电流和压力线圈两端的电压成正比。制动系统中的永久磁铁调节盘的旋转。它对抗盘的运动，确保旋转速度与实际功率消耗一致。旋度计（注册机制）然后计数盘的旋转次数以量化能量使用。

能量表的理论

压力线圈具有相对大量的匝数，使其高度感性。由于磁结构中的小气隙长度，压力线圈的磁路具有非常低的磁阻路径。由供电电压驱动的压力线圈中的电流 \(I_p\) 由于线圈的高度电感而滞后于供电电压约90°。

电流 \(I_p\) 生成两个磁通量 \(\varPhi_p\)，进一步分为 \(\varPhi_{p1}\) 和 \(\varPhi_{p2}\)。大部分磁通量 \(\varPhi_{p1}\) 通过侧隙传递，因为其磁阻较低。磁通量 \(\varPhi_{p2}\) 穿过盘并诱导驱动力矩，使铝盘旋转。

磁通量 \(\varPhi_p\) 与所施加的电压成正比，并滞后于电压90°。由于该磁通量是交流的，它在盘上诱导出涡流 \(I_{ep}\)。

流经电流线圈的负载电流诱导出磁通量 \(\varPhi_s\)。此磁通量在盘上诱导出涡流 \(I_{es}\)。涡流 \(I_{es}\) 与磁通量 \(\varPhi_p\) 相互作用，而涡流 \(I_{ep}\) 与 \(\varPhi_s\) 相互作用，产生另一个力矩。这两个力矩作用方向相反，净力矩是它们之间的差异。

能量表的矢量图如下图所示。

设
V —— 所施加的电压
I —— 负载电流
∅ —— 负载电流的相角
\(I_p\) —— 负载的压力角
Δ —— 供电电压与压力线圈磁通之间的相角
f —— 频率
Z —— 涡流的阻抗
φ —— 涡流路径的相角
\(E_{ep}\) —— 由磁通感应的涡流
\(I_{ep}\) —— 由磁通引起的涡流
\(E_{ev}\) —— 由磁通引起的涡流
\(I_{es}\) —— 由磁通引起的涡流

盘的净驱动力矩表示为

其中 \(K_1\) —— 常数

\(\varPhi_1\) 和 \(\varPhi_2\) 是磁通量之间的相角。对于能量表，我们取 \(\varPhi_p\) 和 \(\varPhi_s\)。

β —— 磁通量 \(\varPhi_p\) 和 \(\varPhi_p\) 之间的相角 = (Δ - Φ)，因此

在稳态下，驱动扭矩的速度等于制动扭矩。

旋转速度与功率成正比。

三相能量表用于测量大功率消耗。