क्या है एनर्जी मीटर और इसका निर्माण और कार्य सिद्धांत क्या है?
परिभाषा: ऊर्जा मीटर एक उपकरण हो जसले विद्युत लोडले प्रयोग गरेको विद्युत ऊर्जा माप्ने काम गर्छ। विद्युत ऊर्जा लोडद्वारा एउटा निश्चित समयको भित्र खपाइएको र प्रयोग गरिएको कुल शक्ति भन्ने अर्थमा आवश्यक छ। ऊर्जा मीटरहरू घरेलौ र औद्योगिक AC सर्किटहरूमा शक्ति खपत माप्न उपयोग गरिन्छ। यी धेरै सस्तो र शुद्ध छन्।
ऊर्जा मीटरको निर्माण
निम्न चित्रमा एकफेस ऊर्जा मीटरको निर्माण देखाइएको छ।
ऊर्जा मीटरले चार मुख्य घटकहरू छन्, यथा:
निम्नमा प्रत्येक घटकको विस्तृत विवरण दिइएको छ।
चालन व्यवस्था
इलेक्ट्रोमैग्नेट चालन व्यवस्थाको मुख्य घटक हुन्छ। यो इलेक्ट्रिक करेन्टले यसको कोइल बाट गुनेपछि एक अस्थायी चुम्बक कार्य गर्छ। यस इलेक्ट्रोमैग्नेटको कोर सिलिकन स्टील लेमिनेशनले निर्मित गरिएको छ।
चालन व्यवस्थामा दुई इलेक्ट्रोमैग्नेट छन्। उपरी एकलाई शंट इलेक्ट्रोमैग्नेट भनिन्छ, र तल्लो एकलाई श्रृंखला इलेक्ट्रोमैग्नेट भनिन्छ।
चुम्बकको मध्य भागमा एक कपर बैंड लगाएको छ, जसको समायोजन गर्न सकिन्छ। यस कपर बैंडको मुख्य भूमिका यो गर्न छ कि शंट चुम्बकले उत्पन्न गरेको चुम्बकीय फ्लक्स आपूर्ति वोल्टेजसँग पूर्ण लम्ब हुनुपर्छ।
गतिशील व्यवस्था
गतिशील व्यवस्थामा एक अल्युमिनियम डिस्क एक लोहाले धातुको छडीमा लगाएको छ। यो डिस्क दुई इलेक्ट्रोमैग्नेटको बीचको हवाको अंतरालमा स्थित छ। जब चुम्बकीय क्षेत्र परिवर्तन गर्छ, डिस्कमा विद्युत चक्र उत्पन्न हुन्छ। यी विद्युत चक्रहरू चुम्बकीय फ्लक्सको साथ बाट एक टोक उत्पन्न गर्छ।
जब विद्युत उपकरणहरू शक्ति खपाउँछन्, अल्युमिनियम डिस्क घुम्न सुरु हुन्छ। निश्चित संख्यक घुमावहरूको बाद, डिस्कले लोडले खपाएको विद्युत ऊर्जाको मात्रा दर्शाउँछ। घुमावहरूको संख्या निश्चित समयको भित्र गणना गरिन्छ, र डिस्कले शक्ति खपत किलोवाट-घण्टामा माप्ने काम गर्छ।
ब्रेकिङ व्यवस्था
स्थायी चुम्बक अल्युमिनियम डिस्कको घुमावलाई धीमा गर्न उपयोग गरिन्छ। जब डिस्क घुम्छ, यसमा विद्युत चक्र उत्पन्न हुन्छ। यी विद्युत चक्रहरू स्थायी चुम्बकको चुम्बकीय फ्लक्सको साथ बाट एक ब्रेकिङ टोक उत्पन्न गर्छ।
यो ब्रेकिङ टोक डिस्कको गतिलाई विरोध गर्छ, र यसको घुमाव गति घटाउँछ। स्थायी चुम्बक यो समायोजन गर्न सकिन्छ; यसलाई रेडियल रूपमा परिवर्तन गरेर ब्रेकिङ टोक बदल्न सकिन्छ।
रजिस्टरिङ (गणना तंत्र)
रजिस्टरिङ, वा गणना तंत्रको प्राथमिक काम अल्युमिनियम डिस्कको घुमावहरूको संख्या रेकर्ड गर्न छ। डिस्कको घुमाव लोडले खपाएको विद्युत ऊर्जाको साथ सीधा अनुपातिक छ, जसलाई किलोवाट-घण्टामा मापिन्छ।
डिस्कको घुमाव विभिन्न डायलहरूको पोइंटरहरूमा प्रसारित गरिन्छ जसले विभिन्न पाठ रेकर्ड गर्छ। किलोवाट-घण्टामा ऊर्जा खपत डिस्कको घुमावहरूको संख्यालाई मीटर कन्स्टन्टले गुनेर गणना गरिन्छ। डायल रचना निम्न चित्रमा देखाइएको छ।
ऊर्जा मीटरको कार्य तत्त्व
ऊर्जा मीटरमा एक अल्युमिनियम डिस्क छ, जसको घुमावले लोडको शक्ति खपत निर्धारण गर्छ। यो डिस्क श्रृंखला इलेक्ट्रोमैग्नेट र शंट इलेक्ट्रोमैग्नेटको बीचको हवाको अंतरालमा स्थित छ। शंट चुम्बकमा एक प्रेशर कोइल छ, र श्रृंखला चुम्बकमा एक वर्तमान कोइल छ।
प्रेशर कोइल आपूर्ति वोल्टेजले चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न गर्छ, र वर्तमान कोइल लोड विद्युत द्वारा गुनेर चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न गर्छ।
वोल्टेज (प्रेशर) कोइलले उत्पन्न चुम्बकीय क्षेत्र वर्तमान कोइलको चुम्बकीय क्षेत्रलाई 90° लगायत देरी राख्छ। यो दिशा अंतर अल्युमिनियम डिस्कमा विद्युत चक्र उत्पन्न गर्छ। यी विद्युत चक्रहरू र संयुक्त चुम्बकीय क्षेत्रहरूको बीचको बाट एक टोक उत्पन्न गर्छ, जसले डिस्कमा घुमावी बल लगाउँछ। त्यसैले, डिस्क घुम्न सुरु हुन्छ।
डिस्कमा लगाउने घुमावी बल वर्तमान कोइल बाट प्रवाहित विद्युत र प्रेशर कोइल बाट वोल्टेजको साथ सीधा अनुपातिक छ। ब्रेकिङ व्यवस्थामा रहेको स्थायी चुम्बक डिस्कको घुमावलाई नियन्त्रण गर्छ। यो डिस्कको गतिलाई विरोध गर्छ, र घुमाव गति वास्तविक शक्ति खपतको साथ एकीकृत गर्छ। एक साइक्लोमीटर (रजिस्टरिङ तंत्र) डिस्कको घुमावहरूको संख्या गणना गरेर ऊर्जा प्रयोग निर्धारण गर्छ।
ऊर्जा मीटरको सिद्धान्त
प्रेशर कोइलमा धेरै संख्यक लपेट छन्, जसले यसलाई धेरै इन्डक्टिव बनाउँछ। प्रेशर कोइलको चुम्बकीय सर्किटमा छोटो हवाको अंतराल लागि धेरै निम्न रिलक्टन्स पथ छ। प्रेशर कोइल बाट प्रवाहित विद्युत Ip आपूर्ति वोल्टेज द्वारा चलाइएको छ, र यो वोल्टेजसँग लगभग 90° देरी राख्छ किनभने कोइलको उच्च इन्डक्टेन्सको कारण।
विद्युत Ip दुई चुम्बकीय फ्लक्स, Φp, जसलाई Φp1 र &Φ;p2 मा विभाजित गर्छ। फ्लक्स &Φ;p1को बढी भाग निम्न रिलक्टन्सको कारण तिरको अंतराल बाट प्रवाहित हुन्छ। फ्लक्स &Φ;p2 डिस्क दिँचा प्रवाहित हुन्छ र एक ड्राइविङ टोक उत्पन्न गर्छ जसले अल्युमिनियम डिस्कलाई घुमाउँछ।
फ्लक्स &Φ;p लगायत वोल्टेजको साथ 90° देरी राख्छ र यो फ्लक्स अल्टरनेटिङ छ। यो डिस्कमा एक विद्युत चक्र Iep उत्पन्न गर्छ।
वर्तमान कोइल बाट प्रवाहित लोड विद्युत एक फ्लक्स &Φ;s उत्पन्न गर्छ। यो फ्लक्स डिस्कमा एक विद्युत चक्र Ies उत्पन्न गर्छ। विद्युत चक्र Ies फ्लक्स &Φ;pको साथ र विद्युत चक्र Iep फ्लक्स &Φ;sको साथ बाट अर्को टोक उत्पन्न गर्छ। यी दुई टोकहरू विपरीत दिशामा काम गर्छ, र नेट टोक उनीहरूको अन्तर हुन्छ।
ऊर्जा मीटरको फेजर चित्र निम्न चित्रमा देखाइएको छ।
यस्तो छ
V - आपूर्ति वोल्टेज
I - लोड विद्युत
∅ - लोड विद्युतको फेज कोण
Ip - लोडको दबाव कोण
Δ - आपूर्ति वोल्टेज र दबाव कोइल फ्लक्सको बीचको फेज कोण
f - आवृत्ति
Z - विद्युत चक्रको प्रतिरोध
∝ - विद्युत चक्र पथको फेज कोण
Eep - फ्लक्सद्वारा उत्पन्न विद्युत चक्र
Iep - फ्लक्सद्वारा उत्पन्न विद्युत चक्र
Eev - फ्लक्सद्वारा उत्पन्न विद्युत चक्र
Ies - फ्लक्सद्वारा उत्पन्न विद्युत चक्र
डिस्कको नेट ड्राइविङ टोक निम्न रूपमा व्यक्त गरिन्छ
जहाँ K1 - नियतांक
&Φ;1 र &Φ;2 फ्लक्सहरूको बीचको फेज कोण हुन्छ। ऊर्जा मीटरको लागि हामी &Φ;p र &Φ;s लिन्छौं।
&β - फ्लक्सहरू &Φ;p र &Φ;pको बीचको फेज कोण = (&Δ - &Φ;), त्यसैले
स्थिर अवस्थामा, ड्राइविङ टोकको गति ब्रेकिङ टोकको गतिसँग बराबर हुन्छ।
घुमाव गति शक्तिको साथ सीधा अनुपातिक छ।
