Energiezähler oder Wattstundenzähler ist ein elektrisches Instrument, das die Menge an elektrischer Energie misst, die von den Verbrauchern verbraucht wird. Versorgungsunternehmen sind eine der elektrischen Abteilungen, die diese Instrumente an allen Orten wie Haushalten, Industrien, Organisationen und Geschäftsgebäuden installieren, um den Stromverbrauch von Lasten wie Lichtern, Ventilatoren, Kühlschränken und andere Haushaltsgeräte .
Wattstundenzähler
Die Grundeinheit der Leistung ist Watt und wird mit einem Wattmeter gemessen. Eintausend Watt ergeben ein Kilowatt. Wenn man in einer Stunde ein Kilowatt verbraucht, wird eine Energieeinheit verbraucht. Also Energie Meter Messen Sie die schnelle Spannung und Ströme, berechnen Sie ihr Produkt und geben Sie sofort Strom. Diese Leistung wird über ein Zeitintervall integriert, das die über diesen Zeitraum verbrauchte Energie liefert.
Arten von Energiemessgeräten
Die Energiezähler werden in zwei grundlegende Kategorien eingeteilt:
- Elektromechanisches Induktionsmessgerät
- Elektronischer Energiezähler
Energiezähler werden unter Berücksichtigung der folgenden Faktoren in zwei Typen eingeteilt:
- Arten von Anzeigen analoger oder digitaler Stromzähler.
- Arten von Messpunkten: Sekundärübertragung, Netz, lokale und primäre Verteilung.
- Endanwendungen wie gewerbliche, industrielle und häusliche Zwecke
- Technische Aspekte wie Einzelphasen, Dreiphasen, Hochspannung (HT), Niederspannung (LT) und Materialien der Genauigkeitsklasse.
Der Stromversorgungsanschluss kann entweder sein einzelphase oder Drei Phasen abhängig von der Versorgung der häuslichen oder gewerblichen Anlagen. Insbesondere in diesem Artikel werden wir uns mit den Funktionsprinzipien eines einphasigen elektromechanischen Induktions-Energiezählers und auch mit einem dreiphasigen elektronischen Energiezähler aus der Erklärung von befassen zwei grundlegende Energiezähler wie unten beschrieben.
Einphasiges elektromechanisches Induktionsenergiemessgerät
Es ist eine bekannte und häufigste Art von uralten Energiezählern. Es besteht aus einer rotierenden Aluminiumscheibe, die auf einer Spindel zwischen zwei Elektromagneten angeordnet ist. Die Drehzahl der Scheibe ist proportional zur Leistung, und diese Leistung wird durch die Verwendung von Getriebezügen und Gegenmechanismen integriert. Es besteht aus zwei laminierten Elektromagneten aus Siliziumstahl: Shunt- und Serienmagneten.
Der Serienmagnet trägt eine Spule, die aus Drahtwindungen mit wenigen Windungen besteht, die in Reihe mit der Leitung geschaltet sind, während der Nebenschlussmagnet eine Spule mit zahlreichen Windungen aus dünnem Draht trägt, die über die Versorgung geschaltet sind.
Der Bremsmagnet ist eine Art Permanentmagnet, der die der normalen Scheibendrehung entgegengesetzte Kraft aufbringt, um diese Scheibe in eine ausgeglichene Position zu bringen und die Scheibe anzuhalten, während die Stromversorgung ausgeschaltet wird.
Einphasiges elektromechanisches Induktionsenergiemessgerät
Der Serienmagnet erzeugt einen Fluss, der proportional zum fließenden Strom ist, und der Nebenschlussmagnet erzeugt einen Fluss proportional zur Spannung. Diese beiden Flüsse liegen aufgrund ihrer induktiven Natur bei 90 Grad. Die Grenzfläche dieser beiden Felder erzeugt Wirbelstrom in der Scheibe unter Verwendung einer Kraft, die proportional zum Produkt der momentanen Spannung, des Stroms und des Phasenwinkels zwischen ihnen ist. Ein Bremsmagnet ist über einer Seite der Scheibe angeordnet, die durch ein konstantes Feld, das unter Verwendung eines Permanentmagneten bereitgestellt wird, ein Bremsmoment auf der Scheibe erzeugt. Immer wenn die Brems- und Antriebsmomente gleich werden, wird die Geschwindigkeit der Scheibe konstant.
Eine Welle oder vertikale Spindel der Aluminiumscheibe ist der Getriebeanordnung zugeordnet, die eine Zahl aufzeichnet, die proportional zu den Umdrehungen der Scheibe ist. Diese Getriebeanordnung stellt die Nummer in einer Reihe von Wählscheiben ein und zeigt den Energieverbrauch im Laufe der Zeit an.
Diese Art von Energiezähler ist einfach im Aufbau und die Genauigkeit ist aufgrund von Kriechen und anderen äußeren Feldern etwas geringer. Ein Hauptproblem bei diesen Arten von Energiezählern ist ihre Manipulationsanfälligkeit, die ein System zur Überwachung der elektrischen Energie erfordert. Diese Serien- und Shunt-Messgeräte werden häufig in Haushalts- und Industrieanwendungen eingesetzt.
Elektronische Energiezähler sind genaue, präzise und zuverlässige Messgeräte im Vergleich zu elektromechanischen Induktionsmessgeräten. Wenn sie an Lasten angeschlossen sind, verbrauchen sie weniger Strom und beginnen sofort mit der Messung. Der elektronische Typ eines dreiphasigen Energiezählers wird im Folgenden anhand seines Funktionsprinzips erläutert.
3-phasiger elektronischer Energiezähler
Dieses Messgerät kann Strom-, Spannungs- und Leistungsmessungen in dreiphasigen Versorgungssystemen durchführen. Mit diesen dreiphasigen Messgeräten können auch hohe Spannungen und Ströme mit geeigneten Wandlern gemessen werden. Im Folgenden wird eine der Arten von dreiphasigen Energiezählern gezeigt (als Beispiel angegeben), die eine zuverlässige und genaue Energiemessung im Vergleich zu elektromechanischen Zählern gewährleisten.
3-phasiger elektronischer Energiezähler
Es verwendet AD7755, einen einphasigen Energiemess-IC, um die Eingangsspannungs- und Stromparameter zu erfassen und zu verarbeiten. Die Spannung und die Ströme der Stromleitung werden unter Verwendung von Wandlern wie z Spannungs- und Stromwandler und diesem IC gegeben, wie in der Figur gezeigt. Diese Signale werden abgetastet und in digitale Signale umgewandelt und miteinander multipliziert, um die momentane Leistung zu erhalten. Später werden diese digitalen Ausgänge in die Frequenz umgewandelt, um einen elektromechanischen Zähler anzusteuern. Die Frequenzrate des Ausgangsimpulses ist proportional zur Momentanleistung und gibt (in einem gegebenen Intervall) Energieübertragungen an die Last für eine bestimmte Anzahl von Impulsen.
Der Mikrocontroller akzeptiert die Eingaben aller drei Energiemess-ICs für die dreiphasige Energiemessung und dient als Gehirn des Systems, indem er alle erforderlichen Vorgänge wie das Speichern und Abrufen von Daten aus ausführt EEPROM Durch Betätigen des Messgeräts mithilfe von Tasten zum Anzeigen des Energieverbrauchs, Kalibrieren von Phasen und Löschen von Messwerten wird das Display auch mit gesteuert Decoder-IC .
Bisher haben wir über die Energiezähler und ihre Funktionsprinzipien gelesen. Für ein tieferes Verständnis dieses Konzepts enthält die folgende Beschreibung des Energiezählers vollständige Schaltungsdetails und seine Verbindungen unter Verwendung eines Mikrocontrollers.
Stromkreis des Energiezählers mit Mikrocontroller:
Die folgende Abbildung zeigt die mit dem implementierte Wattstundenzählerschaltung Atmel AVR Mikrocontroller . Diese Schaltung überwacht und erfasst kontinuierlich Spannungs- und Stromparameter der einphasigen Netzversorgung. Der Mikrocontroller erhält diese Parameterwerte von einer Signalkonditionierungsschaltung, die von angetrieben wird OP-AMP-ICs .
Stromkreis des Energiezählers mit Mikrocontroller
Diese Schaltung hat zwei Stromtransformatoren in Reihe mit jeder Versorgungsleitung geschaltet: Phase und Neutralleiter. Die Stromwerte dieser Transformatoren werden an die jeweiligen gesendet ADC des Mikrocontrollers und dann wandelt der ADC diese Werte in digitale Werte um, und daher führt der Mikrocontroller notwendigerweise Berechnungen durch, um den Energieverbrauch zu ermitteln. Das Mikrocontroller ist programmiert derart, dass die Spannungs- und Stromwerte vom ADC über einen bestimmten Zeitraum multipliziert und integriert werden und dann entsprechend den Zählermechanismus ansteuern, der die Anzahl der verbrauchten Einheiten (KWs) über einen bestimmten Zeitraum anzeigt.
Zusätzlich zur Energiemessung bietet dieses System auch eine Erdschlussanzeige im Falle eines Fehlers oder Überstroms, der in der Neutral- oder Erdleitung auftreten kann, und dreht den Erdschluss entsprechend Leuchtdioden Anzeige zur Erdschlusserkennung sowie für jeden Geräteverbrauch.
Dieser Artikel befasst sich mit dem Wattstundenzähler und seinen Funktionsprinzipien. Dies wird auch als Energiezähler bezeichnet, der bei der Entwicklung verwendet wird Kits für elektrische und elektronische Projekte durch verschiedene Technologien. Für jede Hilfe bezüglich der Konzepte wie Manipulation des Energiezählers und Abrechnung von Energiezählern mit drahtloser Technologie oder Kommentar im unten angegebenen Abschnitt.
Bildnachweis:
- Wattstundenzähler von tradeindia
- Einphasen-Induktionsenergiemessgerät von Maschinenbau
- 3-phasiger elektronischer Stromzähler von analog
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