Energimätare

Definition: De meter som används för mätning de energi utnyttjar av den elektriska ladda kallas energimätaren. De energi är summan strömförbrukning och utnyttjas av lasten vid a särskilt intervall av tid. Den används i inhemsk och industriell AC-krets för mätning av strömförbrukningen. Mätaren är mindre dyr och exakt.

Byggande av energimätare

Konstruktionen av enfasens energimätare visas i figuren nedan.

Energimätaren har fyra huvuddelar. De är

1. Drivsystem
2. Flyttsystem
3. Bromssystem
4. Registrera system

Detaljerad förklaring av deras delar finns nedan.

1. Körsystem - Elektromagneten är huvudkomponenten ikörsystem. Det är den temporära magneten som är upphetsad av strömflödet genom sin spole. Kärnan i elektromagneten består av kiselplåtlaminering. Drivsystemet har två elektromagneter. Den övre kallas shuntelektromagneten, och den nedre kallas serie elektromagnet.

Serieelektromagneten är upphetsad av lastenströmflöde genom strömspolen. Spolen av shuntelektromagneten är direkt ansluten till matningen och bär därför strömmen proportionell mot shuntspänningen. Denna spole kallas tryckspolen.

Magnetens mittlim har kopparbandet. Dessa band är justerbara. Kopparbandets huvuduppgift är att justera flödet som produceras av shuntmagneten på ett sådant sätt att det är exakt vinkelrätt mot den medföljande spänningen.

2. Flyttsystem - Det rörliga systemet är monterad på aluminiumskivanpå legeringens axel. Skivan är placerad i luftgapet på de två elektromagneterna. Virvelströmmen induceras i skivan på grund av förändringen av magnetfältet. Denna virvelström skärs av magnetflödet. Samspelet mellan flödet och skivan inducerar avböjningsmomentet.

När enheterna förbrukar ström, aluminiumskivan börjar rotera och efter ett visst antal rotationer visar skivan den enhet som används av lasten. Antalet rotationer på skivan räknas vid ett visst tidsintervall. Skivan mätt strömförbrukningen i kilowatt timmar.

3. Bromssystem - Den permanenta magneten används för att minskarotation av aluminiumskivan. Aluminiumskivan inducerar virvelströmmen på grund av deras rotation. Virvelströmmen skär magnetmagnetet hos permanentmagneten och ger därigenom bromsmomentet.

Detta bromsmoment motsätter sig rörelsens rörelseskiva, vilket minskar deras hastighet. Den permanenta magneten är justerbar, varigenom bromsmomentet också justeras genom att byta magneten till den andra radialpositionen.

4. Registrering (räknemekanism) - Huvudfunktionen för registreringen ellerräknemekanismen är att registrera antalet rotationer på aluminiumskivan. Deras rotation är direkt proportionell mot den energi som förbrukas av lasterna i kilowattimman.

Skivans rotation sänds tillpekare av olika ratt för inspelning av olika avläsningar. Läsningen i kWh erhålls genom att multiplicera antalet rotationer på skivan med mätarens konstant. Skivans figur visas nedan.

Energimätarens arbete

Energimätaren har aluminiumskivan varsrotation bestämmer belastningens strömförbrukning. Skivan är placerad mellan luftspalten i serien och shuntelektromagneten. Shuntmagneten har tryckspolen, och seriemagneten har strömspolen.

Tryckspolen skapar magnetfältet på grund av matningsspänningen och strömspolen producerar den på grund av strömmen.

Fältet inducerar genom att spänningsspolen saktarmed 90º på magnetfältet för den aktuella spolen på grund av vilken virvelström inducerad i skivan. Samverkan mellan virvelströmmen och magnetfältet orsakar vridmoment, som utövar en kraft på skivan. Således börjar skivan rotera.

Kraften på skivan är proportionell motspänningens ström och spänning. Den permanenta magneten styr deras rotation. Den permanenta magneten motverkar skivans rörelse och utjämnar den på strömförbrukningen. Cyklometern räknar vridningen av skivan.

Energimätarens teori

Tryckspolen har antalet varv vilket gör det mer induktivt. Motståndsbanan för deras magnetiska krets är väldigt mindre på grund av luftluckans lilla längd. Den nuvarande I_p strömmar genom tryckspolen på grund av matningsspänningen och ligger vid 90º.

I_p producerar de två Φ_p som delas upp igen i Φ_p1 och Φ_p2. Huvuddelen av flödet Φ_p1 passerar genom sidoklyftan på grund av låg motvilja. Flödet Φ_p2 går genom skivan och inducerar drivmomentet som roterar aluminiumskivan.

Flödet Φ_p är proportionell mot den applicerade spänningen, och den är lagrad med en vinkel på 90º. Flödet växlar och inducerar följaktligen en virvelström I_ep i skivan.

Lastströmmen passerar genom strömspolen framkallar flödet Φ_s. Detta flöde orsakar virvelströmmen I_es på skivan. Eddyströmmen I_es interagerar med flödet Φ_p, och virvelströmmen I_ep samverkar med Φ_s för att producera ett annat vridmoment. Dessa moment är motsatta i riktning, och nettomomentet är skillnaden mellan dessa två.

Fasordiagrammet för energimätaren visas i figuren nedan.

Låta
V - applicerad spänning
I - ladda ström
∅ - fasvinkeln på belastningsströmmen
jag_p - belastningsvinkel
Δ - fasvinkeln mellan matningsspänning och tryckspoleflöde
f-frekvens
Z-impedans av virvelström
A - fasvinkeln hos virvelströmbanorna
E_ep - virvelström inducerad av flöde
jag_ep - virvelström på grund av flöde
E_ev - virvelström på grund av flöde
jag_es - virvelström på grund av flöde

Nätets drivmoment är uttryckt som

där K₁ - konstant

Φ₁ och Φ₂ är fasvinkeln mellan flödena. För energimätare tar vi Φ_p och Φ_s.

β - fasvinkel mellan flödena Φ_p och Φ_p = (Δ - Φ) därför

Om f, Z och a är konstanter,

Om N är stadig hastighet, bromsmoment

Vid stillastående tillstånd är drivmomentets hastighet lika med bromsmomentet.

Om Δ = 90º,

Fart,

Rotationshastigheten är direkt proportionell mot effekten.

Om Δ = 90º, totalt antal varvtal

Den trefasiga energimätaren används för att mäta den stora strömförbrukningen.