Nini ni Mifano ya Meter ya Nishati na Ni Vipengele Vinavyovutia na Sifa Zake za Kufanya Kazi
Maana: Msumari wa nishati ni kifaa kinachotumiwa kutathmini nishati ya umeme inayotumika na mizigo ya umeme. Nishati hii inamaanisha nguvu zote za umeme zinazotumika na mizigo kwa muda maalum. Msumari wa nishati hutumiwa katika mzunguko wa umeme wa nyumbani na viwanda kutathmini matumizi ya nguvu. Wanahitaji gharama chache na wazi.
Umbizio wa Msumari wa Nishati
Umbizio wa msumari wa nishati wa fasi moja unavyooneshwa kwenye picha chini.
Msumari wa nishati una chanzo chake cha kimataifa kwa sababu ya:
Maelezo kamili kwa kila chanzo linapatikana chini.
Mfumo wa Kudhibiti
Magnetiko elektroniki ni muhimu kwa mfumo wa kudhibiti. Hufanya kazi kama magneti wa muda, anayezimamishwa na umeme unaopita kupitia kwenye mbingu yake. Mtaani wa magneti hii unaundwa kutoka kwa chapati za chuma cha silisini.
Katika mfumo wa kudhibiti, kuna magneti mbili. Iliyo juu inatafsiriwa kama magneti ya shunti, na ile iliyochini inatafsiriwa kama magneti ya series.
Mlima wa kati wa magneti una bandi ya kupamba, ambayo inaweza kubadilishwa. Uwezo muhimu wa bandi hii ni kuweka magnetic flux ulioutuliwa na magneti ya shunti kwa njia ya kuwa mara kwa mara na supplied voltage.
Mfumo wa Kutembelea
Mfumo wa kutembelea una disc ya aluminium yenye saratani ya alloy. Disc hii imeelekezwa kati ya faragha ya udongo kati ya magneti mbili. Mara baada ya magnetic field kukagua, eddy currents huzaliwa ndani ya disc. Eddy currents hizi hujihusisha na magnetic flux, kuchukua torque ya kutembelea.
Wakati vyombo vya umeme vinapiga nguvu, disc ya aluminium huanza kutembelea. Baada ya tarakimu zote za kutembelea, disc hii hushiriki kiasi cha nishati ya umeme inayotumika na mizigo. Tarakimu hizi zinahesabiwa kwa muda maalum, na disc hii huchukua matumizi ya nguvu kwa kilowatt-hours.
Mfumo wa Kuzuia
Magneti daima hutumiwa kutumia kutembelea disc ya aluminium. Wakati disc hii hutanasa, huzaliwa eddy currents. Eddy currents hizi hujihusisha na magnetic flux wa magneti daima, kuchukua braking torque.
Braking torque hii hujihusisha na haraka ya disc, kureduka kiwango cha kutembelea. Magnet daima unaweza kubadilishwa; kwa kubadilisha radial, braking torque inaweza kubadilishwa.
Kutambua (Mfumo wa Kutambua)
Uwezo muhimu wa kutambua, au mfumo wa kutambua, ni kuhifadhi tarakimu za kutembelea disc ya aluminium. Haraka ya kutembelea disc hii inaweza kutathmini nishati ya umeme inayotumika na mizigo, imetathmini kwa kilowatt-hours.
Haraka ya kutembelea disc hii inafanyika kwa mashariki ya dialing kadhaa kutambua maoni tofauti. Matumizi ya nishati kwa kilowatt-hours hutathminika kwa kutofautisha tarakimu za kutembelea disc na meter constant. Mfano wa dialing configuration unavyooneshwa kwenye picha chini.
Sera ya Kazi ya Msumari wa Nishati
Msumari wa nishati una disc ya aluminium, ambaye haraka yake yanatumika kutathmini matumizi ya nguvu ya mizigo. Disc hii imeelekezwa kati ya faragha ya udongo kati ya magneti ya series na magneti ya shunti. Magnet ya shunti imeunganishwa na pressure coil, na magneti ya series imeunganishwa na current coil.
Pressure coil huchukua magnetic field kutokana na supply voltage, na current coil huchukua magnetic field kutokana na mfululizo wa mizigo unaopita kupitia yake.
Magnetic field ulioutuliwa na voltage (pressure) coil unajaza magnetic field wa current coil kwa 90°. Tofauti hii ya phase huzaliwa eddy currents ndani ya disc ya aluminium. Interaksi hii ya eddy currents na magnetic fields zinachukua torque, ambayo huchukua nguvu ya kutembelea disc. Bado, disc hii huanza kutembelea.
Nguvu ya kutembelea disc hii inaweza kutathmini mfululizo wa current coil na voltage ya pressure coil. Magnet daima katika mfumo wa kuzuia huratibu haraka ya kutembelea disc. Huhisi haraka ya disc, kuhakikisha kiwango cha kutembelea kinawezekana na matumizi halisi ya nguvu. Cyclometer (mfumo wa kutambua) basi hupata tarakimu za kutembelea disc ili kuthibitisha matumizi ya nishati.
Teoria ya Msumari wa Nishati
Pressure coil ana tarakimu nyingi, kufanya ikuwe highly inductive. Magnetic circuit ya pressure coil una njia ya reluctance chache, kwa sababu ya ukunguaji wa air-gap length katika magnetic structure yake. Mfululizo Ip unaopita kupitia pressure coil, anayezimamishwa na supply voltage, unajaza supply voltage kwa takriban 90° kutokana na inductance ya juu ya mbingu.
Mfululizo Ip huchukua magnetic fluxes, Φp, ambayo huitengeneza Φp1 na Φp2. Sehemu kubwa ya flux Φp1 hupita kati ya side gap kutokana na reluctance chache. Flux Φp2 hutembelea disc na huchukua driving torque ambayo huchukua disc ya aluminium kutembelea.
Flux Φp inaweza kutathmini applied voltage na jaza voltage kwa angle ya 90°. Tangu flux hii ni alternating, huzaliwa eddy current Iep ndani ya disc.
Mfululizo wa mizigo unaopita kupitia current coil huchukua flux Φs. Flux hii huzaliwa eddy current Ies ndani ya disc. Eddy current Ies hujihusisha na flux Φp, na eddy current Iep hujihusisha na Φs, kutofautisha torque nyingine. Torque hizi huzihusisha kwa vitu tofauti, na net torque ni tofauti kati yao.
Phasor diagram ya msumari wa nishati unavyooneshwa kwenye picha chini.
Hebu
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
Net driving torque ya disc hii inaelezwa kama
ambapo K1 – constant
Φ1 na Φ2 ni phase angle kati ya fluxes. Kwa msumari wa nishati, tunachukua Φp na Φs.
β – phase angle kati ya fluxes Φp na Φp = (Δ – Φ), kwa hiyo
Wakati wa steady state, kiwango cha driving torque ni sawa na braking torque.
Kiwango cha kutembelea ni kwa hesabu ya power.
Msumari wa nishati wa fasi tatu hutumiwa kwa kutathmini matumizi ya nguvu kubwa.
