Tipus de comptadors d’energia i els seus principis de treball

Proveu El Nostre Instrument Per Eliminar Problemes





Mesurador d'energia o bé Mesurador de watt-hora és un instrument elèctric que mesura la quantitat d'energia elèctrica que fan servir els consumidors. Els serveis públics són un dels departaments elèctrics que instal·len aquests instruments a qualsevol lloc, com ara llars, indústries, organitzacions, edificis comercials, per cobrar el consum d’electricitat per càrregues com ara llums, ventiladors, nevera i altres electrodomèstics .

Mesurador de watt-hora

Mesurador de watt-hora



La unitat bàsica de potència són els watts i es mesura mitjançant un mesurador de watts. Mil watts fan un quilowatt. Si s’utilitza un quilowatt en una hora de durada, es consumeix una unitat d’energia. Així que l’energia metres mesura la tensió i els corrents ràpids, calcula el seu producte i dóna potència instantània. Aquesta potència s'integra en un interval de temps, la qual cosa proporciona l'energia utilitzada durant aquest període de temps.


Tipus de comptadors d’energia

Els comptadors d'energia es classifiquen en dues categories bàsiques, com ara:



  • Mesurador d’inducció de tipus electromecànic
  • Mesurador d’energia electrònic

Els comptadors d’energia es classifiquen en dos tipus tenint en compte els següents factors:

  • Tipus de pantalles de comptador elèctric analògic o digital.
  • Tipus de punts de mesura: transmissió secundària, xarxa, distribució local i primària.
  • Finalitzar aplicacions com a finalitats comercials, industrials i domèstiques
  • Aspectes tècnics com fases individuals, tres fases, alta tensió (HT), baixa tensió (LT) i materials de classe de precisió.

La connexió de subministrament elèctric pot ser qualsevol fase única o bé tres fases en funció del subministrament utilitzat per les instal·lacions domèstiques o comercials. Particularment en aquest article, estudiarem els principis de treball del comptador d’energia tipus inducció electromecànica monofàsica i també sobre comptador d’energia electrònic trifàsic a partir de l’explicació de dos comptadors bàsics d’energia tal com es descriu a continuació.

Mesurador d'energia d'inducció electromecànica monofàsica

És un tipus de mesurador d’energia centenari conegut i més comú. Comprèn un disc d'alumini giratori situat sobre un fus entre dos electroimants. La velocitat de rotació del disc és proporcional a la potència, i aquesta potència s’integra mitjançant l’ús de trens d’engranatges i contra mecanismes. Està format per dos electroimants laminats d’acer silici: imants derivats i de sèrie.


L'imant de la sèrie porta una bobina d'algunes voltes de fil de gruix connectada en sèrie amb la línia mentre que l'imant de derivació porta una bobina amb nombroses voltes de fil prim connectades a través del subministrament.

L’imant de frenada és un tipus d’imant permanent que aplica la força oposada a la rotació normal del disc per moure aquest disc en una posició equilibrada i per aturar el disc mentre s’alimenta la potència.

Mesurador d

Mesurador d'energia d'inducció electromecànica monofàsica

L’imant de la sèrie produeix un flux que és proporcional al corrent de flux, i l’imant de derivació produeix un flux proporcional al voltatge. Aquests dos fluxos es queden a 90 graus a causa de la naturalesa inductiva. La interfície d'aquests dos camps produeix corrent de Foucault al disc, utilitzant una força, que és proporcional al producte de la tensió instantània, el corrent i l'angle de fase entre ells. Es col·loca un imant de frenada sobre un costat del disc, que produeix un parell de frenada al disc mitjançant un camp constant proporcionat mitjançant l’ús d’un imant permanent. Sempre que els parells de frenada i de conducció són iguals, la velocitat del disc es manté constant.

Un eix o eix vertical del disc d'alumini s'associa amb la disposició d'engranatges que registra un nombre proporcional a les revolucions del disc. Aquesta disposició d'engranatges estableix el número en una sèrie de dials i indica l'energia consumida al llarg del temps.

Aquest tipus de comptador d'energia és senzill en la seva construcció i la precisió és una mica menor a causa de camps rastrejants i d'altres. Un dels problemes més importants d’aquest tipus de comptadors d’energia és la seva inclinació a la manipulació, que requereix un sistema de control de l’energia elèctrica. Aquests comptadors de sèrie i de derivació s’utilitzen àmpliament en aplicacions domèstiques i industrials.

Comptadors electrònics d’energia són instruments de mesura precisos, precisos i fiables en comparació amb els mesuradors d’inducció electromecànica. Quan es connecten a càrregues, consumeixen menys energia i comencen a mesurar instantàniament. Per tant, el tipus electrònic de comptador d’energia trifàsic s’explica a continuació amb el seu principi de funcionament.

Mesurador d'energia electrònic trifàsic

Aquest mesurador és capaç de realitzar mesures de corrent, tensió i potència en sistemes de subministrament trifàsics. Mitjançant l'ús d'aquests comptadors de tres fases, també és possible mesurar tensions i corrents elevats mitjançant l'ús de transductors adequats. A continuació es mostra un dels tipus de comptadors d’energia trifàsics (a tall d’exemple) que garanteixen una mesura d’energia fiable i precisa en comparació amb els comptadors electromecànics.

Mesurador electrònic de 3 hores de watts

Mesurador d'energia electrònic trifàsic

Utilitza AD7755, un CI de mesura d’energia monofàsica per adquirir i processar els paràmetres de tensió i corrent d’entrada. El voltatge i els corrents de la línia elèctrica es calculen fins al nivell del senyal mitjançant transductors com ara transformadors de tensió i corrent i donat a aquest CI tal com es mostra a la figura. Aquests senyals es mostren i es converteixen en digitals, multiplicats entre si per obtenir la potència instantània. Posteriorment, aquestes sortides digitals es converteixen en la freqüència per accionar un comptador electromecànic. La freqüència del pols de sortida és proporcional a la potència instantània i (en un interval determinat) dóna transferències d'energia a la càrrega per a un nombre particular de polsos.

El microcontrolador accepta les entrades dels tres circuits integrats de mesurament d’energia per a la mesura d’energia trifàsica i serveix de cervell del sistema realitzant totes les operacions necessàries, com ara emmagatzemar i recuperar dades de EEPROM , acciona el comptador mitjançant botons per veure el consum d’energia, calibra les fases i esborra les lectures, i també condueix la pantalla mitjançant IC de descodificació .

Fins ara hem llegit sobre els comptadors d’energia i els seus principis de funcionament. Per a una comprensió més profunda d’aquest concepte, la següent descripció sobre el comptador d’energia proporciona detalls complets del circuit i les seves connexions mitjançant un microcontrolador.

Circuit de mesurador d'energia mitjançant microcontrolador:

La figura següent mostra el circuit de mesurador de watt-hora implementat mitjançant l’ús Microcontrolador AVR Atmel . Aquest circuit controla i adquireix contínuament paràmetres de tensió i corrent de la xarxa monofàsica. El microcontrolador obté aquests valors dels paràmetres d’un circuit de condicionament del senyal, que és impulsat per CI OP-AMP .

Circuit de mesurador de watt hora mitjançant microcontrolador

Circuit de mesurador d’energia mitjançant microcontrolador

Aquest circuit té dos transformadors de corrent connectat en sèrie amb cada línia de subministrament: fase i neutre. Els valors actuals d’aquests transformadors s’envien als respectius ADC del microcontrolador , i després l'ADC converteix aquests valors en valors digitals i, per tant, el microcontrolador necessàriament fa càlculs per trobar el consum d'energia. El El microcontrolador està programat de manera que els valors de tensió i corrent de l'ADC es multipliquin i s'integrin durant un període de temps especificat i, a continuació, conduïu el mecanisme de comptador que mostra el nombre d'unitats consumides (KW) durant un període de temps.

A més de la mesura d’energia, aquest sistema també proporciona una indicació de falla a terra en cas de qualsevol falla o sobrecorrent que es pugui produir a la línia neutra o de terra i gira adequadament la Diodes emissors de llum indicació per a la detecció de fallades a terra, així com per a cada consum d’unitat.

Aquest article tracta sobre el circuit de mesurador de watt-hora i els seus principis de funcionament. Això també es coneix com a mesurador d’energia, que s’utilitza en desenvolupament kits de projectes elèctrics i electrònics per diferents tecnologies. Per a qualsevol ajuda relacionada amb conceptes com manipulació de comptador d'energia i facturació del comptador d’energia mitjançant tecnologia sense fils , o bé feu un comentari a la secció següent.

Crèdits fotogràfics:

  • Mesurador de watt-hora de tradeindia
  • Mesurador d'energia d'inducció monofàsica per enginyeria
  • Mesurador electrònic d’electricitat trifàsic de analògic
  • Circuit de mesurador d 'electricitat mitjançant microcontrolador per Pròxim