Thước đo năng lượng hoặc là Watt-giờ Meter là một dụng cụ điện để đo lượng năng lượng điện mà người tiêu dùng sử dụng. Tiện ích là một trong những bộ phận điện, lắp đặt các thiết bị này ở mọi nơi như gia đình, công nghiệp, tổ chức, tòa nhà thương mại để tính lượng điện tiêu thụ theo các phụ tải như đèn, quạt, tủ lạnh, và các thiết bị gia dụng khác .

Watt-giờ Meter

Đơn vị cơ bản của công suất là watt và nó được đo bằng cách sử dụng đồng hồ watt. Một nghìn watt tạo ra một kilowatt. Nếu một người sử dụng một kilowatt trong thời gian một giờ, một đơn vị năng lượng sẽ bị tiêu thụ. Vì vậy, năng lượng mét đo điện áp và dòng điện nhanh, tính tích của chúng và cung cấp công suất tức thời. Sức mạnh này được tích hợp trong một khoảng thời gian, mang lại năng lượng được sử dụng trong khoảng thời gian đó.

Các loại đồng hồ đo năng lượng

Đồng hồ đo năng lượng được phân thành hai loại cơ bản, chẳng hạn như:

Đồng hồ đo cảm ứng loại điện cơ
Máy đo năng lượng điện tử

Máy đo năng lượng được phân loại thành hai loại bằng cách xem xét các yếu tố sau:

Các loại hiển thị đồng hồ đo điện dạng analog hoặc kỹ thuật số.
Các loại điểm đo: truyền tải thứ cấp, lưới điện, phân phối cục bộ và sơ cấp.
Ứng dụng cuối cùng như mục đích thương mại, công nghiệp và gia dụng
Các khía cạnh kỹ thuật như một pha, ba pha, Căng thẳng cao (HT), Căng thẳng thấp (LT) và vật liệu cấp độ chính xác.

Kết nối cung cấp điện có thể là một giai đoạn hoặc là ba giai đoạn tùy thuộc vào nguồn cung cấp được sử dụng bởi các cơ sở lắp đặt trong nước hoặc thương mại. Riêng trong bài này chúng ta sẽ cùng nhau nghiên cứu về nguyên lý hoạt động của đồng hồ đo năng lượng loại cảm ứng điện cơ một pha và đồng hồ đo năng lượng điện tử ba pha từ phần giải thích của hai máy đo năng lượng cơ bản như mô tả dưới đây.

Máy đo năng lượng cảm ứng điện cơ một pha

Đây là loại đồng hồ đo năng lượng tuổi nổi tiếng và phổ biến nhất. Nó bao gồm một đĩa nhôm quay được đặt trên một trục chính giữa hai nam châm điện. Tốc độ quay của đĩa tỷ lệ thuận với công suất, và công suất này được tích hợp bằng cách sử dụng các bộ truyền bánh răng và cơ cấu bộ đếm. Nó được làm bằng hai nam châm điện nhiều lớp bằng thép silicon: nam châm shunt và nam châm nối tiếp.

Nam châm nối tiếp mang một cuộn dây có độ dày vài vòng được mắc nối tiếp với đường dây trong khi nam châm shunt mang một cuộn dây có nhiều vòng dây mỏng được nối qua nguồn cung cấp.

Nam châm hãm là một loại nam châm vĩnh cửu tác dụng lực ngược với chuyển động quay của đĩa bình thường để di chuyển đĩa đó đến vị trí cân bằng và dừng đĩa khi nguồn điện tắt.

Máy đo năng lượng cảm ứng điện cơ một pha

Nam châm nối tiếp tạo ra từ thông tỷ lệ với dòng điện chạy qua và nam châm shunt tạo ra từ thông tỷ lệ với điện áp. Hai từ thông này trễ 90 độ do bản chất cảm ứng. Giao diện của hai trường này tạo ra dòng điện xoáy trong đĩa, sử dụng một lực, tỷ lệ với tích của điện áp tức thời, dòng điện và góc pha giữa chúng. Một nam châm hãm được đặt trên một mặt của đĩa, tạo ra mômen hãm trên đĩa bởi một trường không đổi do sử dụng nam châm vĩnh cửu cung cấp. Bất cứ khi nào lực hãm và mômen dẫn động bằng nhau, tốc độ của đĩa trở nên ổn định.

Trục hoặc trục quay thẳng đứng của đĩa nhôm được liên kết với sự bố trí bánh răng ghi một số tỷ lệ với số vòng quay của đĩa. Sự sắp xếp bánh răng này đặt số trong một loạt các mặt số và cho biết năng lượng tiêu thụ theo thời gian.

Loại đồng hồ đo năng lượng này cấu tạo đơn giản và độ chính xác có phần kém hơn do hiện tượng rão và các trường bên ngoài khác. Một vấn đề quan trọng nhất đối với các loại đồng hồ đo năng lượng này là chúng dễ bị giả mạo, điều này đòi hỏi một hệ thống giám sát năng lượng-điện. Các máy đo loạt và kiểu shunt này được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng trong nước và công nghiệp.

Máy đo năng lượng điện tử là loại dụng cụ đo chính xác, chính xác và đáng tin cậy khi so sánh với loại máy đo cảm ứng điện cơ. Khi được kết nối với tải, chúng tiêu thụ ít điện năng hơn và bắt đầu đo tức thời. Vì vậy, loại đồng hồ năng lượng ba pha điện tử được giải thích dưới đây với nguyên lý hoạt động của nó.

Đồng hồ đo năng lượng điện tử 3 pha

Đồng hồ này có thể thực hiện các phép đo dòng điện, điện áp và công suất trong hệ thống cung cấp ba pha. Bằng cách sử dụng các máy đo ba pha này, người ta cũng có thể đo điện áp và dòng điện cao bằng cách sử dụng các đầu dò thích hợp. Một trong các loại đồng hồ đo năng lượng ba pha được trình bày dưới đây (được đưa ra làm ví dụ) đảm bảo đo lường năng lượng chính xác và đáng tin cậy so với các đồng hồ đo điện cơ.

Đồng hồ đo năng lượng điện tử 3 pha

Nó sử dụng AD7755, một IC đo năng lượng một pha để thu nhận và xử lý các thông số điện áp và dòng điện đầu vào. Điện áp và dòng điện của đường dây điện được đánh giá xuống mức tín hiệu bằng cách sử dụng các bộ chuyển đổi như máy biến điện áp và dòng điện và cấp cho IC đó như trong hình. Các tín hiệu này được lấy mẫu và chuyển đổi thành tín hiệu số, nhân với nhau để có được công suất tức thời. Sau đó, các đầu ra kỹ thuật số này được chuyển đổi thành tần số để điều khiển một bộ đếm cơ điện. Tốc độ tần số của xung đầu ra tỷ lệ với công suất tức thời và (trong một khoảng thời gian nhất định) nó cung cấp năng lượng truyền cho tải đối với một số xung cụ thể.

Bộ vi điều khiển chấp nhận đầu vào từ tất cả ba IC đo năng lượng để đo năng lượng ba pha và đóng vai trò như bộ não của hệ thống bằng cách thực hiện tất cả các hoạt động cần thiết như lưu trữ và truy xuất dữ liệu từ EEPROM , vận hành đồng hồ bằng cách sử dụng các nút để xem mức tiêu thụ năng lượng, hiệu chỉnh các pha và xóa các chỉ số và nó cũng điều khiển màn hình bằng cách sử dụng IC giải mã .

Cho đến bây giờ chúng ta đã đọc về đồng hồ đo năng lượng và nguyên lý hoạt động của chúng. Để hiểu sâu hơn về khái niệm này, mô tả sau đây về đồng hồ năng lượng cung cấp thông tin chi tiết đầy đủ về mạch và các kết nối của nó bằng cách sử dụng vi điều khiển.

Mạch đo năng lượng sử dụng vi điều khiển:

Hình dưới đây cho thấy mạch đồng hồ watt-giờ được thực hiện bằng cách sử dụng Bộ vi điều khiển Atmel AVR . Mạch này liên tục giám sát và thu nhận các thông số điện áp và dòng điện của nguồn điện một pha. Bộ vi điều khiển nhận các giá trị tham số này từ một mạch điều hòa tín hiệu, được điều khiển bởi IC OP-AMP .

“loại lỗi trong đo lường ”

Mạch đồng hồ giờ Watt sử dụng vi điều khiển

Mạch đồng hồ đo năng lượng sử dụng vi điều khiển

Mạch này có hai Máy biến dòng mắc nối tiếp với từng đường nguồn: pha và trung tính. Các giá trị hiện tại từ các máy biến áp này được gửi đến các ADC của vi điều khiển , và sau đó ADC chuyển đổi các giá trị này thành các giá trị số, và do đó bộ vi điều khiển nhất thiết phải tính toán để tìm mức tiêu thụ năng lượng. Các Bộ vi điều khiển được lập trình sao cho các giá trị điện áp và dòng điện từ ADC được nhân lên và tích hợp trong một khoảng thời gian xác định, sau đó điều khiển cơ cấu bộ đếm tương ứng hiển thị số đơn vị được tiêu thụ (KW) trong một khoảng thời gian.

Ngoài phép đo năng lượng, hệ thống này cũng cung cấp chỉ báo sự cố chạm đất trong trường hợp bất kỳ sự cố hoặc quá dòng nào có thể xảy ra ở đường dây trung tính hoặc nối đất và biến Điốt phát sáng chỉ báo để phát hiện lỗi nối đất cũng như cho mọi tiêu thụ đơn vị.

Bài này viết về mạch đo oát-giờ và nguyên lý hoạt động của nó. Đây còn được gọi là đồng hồ đo năng lượng- được sử dụng để phát triển bộ dụng cụ dự án điện và điện tử bằng các công nghệ khác nhau. Để được trợ giúp về các khái niệm như giả mạo đồng hồ đo năng lượng và thanh toán đồng hồ năng lượng sử dụng công nghệ không dây , hoặc bình luận trong phần đưa ra bên dưới.

Tín ảnh: