מד אנרגיה אוֹ מד שעה ואט הוא מכשיר חשמלי המודד את כמות האנרגיה החשמלית המשמשת את הצרכנים. כלי עזר הם אחת ממחלקות החשמל, שמתקינות מכשירים אלה בכל מקום כמו בתים, תעשיות, ארגונים, מבנים מסחריים כדי לגבות תשלום עבור צריכת החשמל בעומסים כמו אורות, מאווררים, מקרר, ו מכשירי חשמל ביתיים אחרים .

מד שעה ואט

יחידת הכוח הבסיסית היא וואט והיא נמדדת באמצעות מד וואט. אלף וואט מכניסים קילוואט אחד. אם משתמשים בקילוואט אחד למשך שעה, יחידת אנרגיה אחת נצרכת. אז אנרגיה מטר למדוד את המתח והזרמים המהירים, לחשב את המוצר שלהם ולתת כוח מיידי. כוח זה משולב על פני מרווח זמן, המעניק את האנרגיה המנוצלת לאורך פרק זמן זה.

סוגי מדי אנרגיה

מדי האנרגיה מסווגים לשתי קטגוריות בסיסיות, כגון:

מד אינדוקציה מסוג אלקטרומכני
מד אנרגיה אלקטרוני

מדי האנרגיה מסווגים לשני סוגים על ידי התחשבות בגורמים הבאים:

סוגי תצוגות מד חשמלי אנלוגי או דיגיטלי.
סוגי נקודות מדידה: שידור משני, רשת, תפוצה מקומית וראשונית.
סיום יישומים כמו מטרה מסחרית, תעשייתית וביתית
היבטים טכניים כמו שלבים בודדים, שלושה שלבים, מתח גבוה (HT), מתח נמוך (LT) וחומרים ברמת דיוק.

חיבור אספקת החשמל עשוי להיות זה או כך שלב בודד אוֹ תלת פאזי תלוי בהיצע המשמש את המתקנים המקומיים או המסחריים. במיוחד במאמר זה, אנו הולכים ללמוד על עקרונות העבודה של מד אנרגיה אינדוקציה אלקטרומכני חד פאזי וכן על מד אנרגיה אלקטרונית תלת פאזי מההסבר של שני מדי אנרגיה בסיסיים כמפורט להלן.

“lm393 משווה איך זה עובד ”

מד אנרגיה אינדוקציה אלקטרומכני שלב אחד

זהו סוג ידוע ושכיח ביותר של מד אנרגיה עתיק יומין. הוא כולל דיסק אלומיניום מסתובב המונח על ציר בין שני אלקטרומגנטים. מהירות הסיבוב של הדיסק פרופורציונאלית לעוצמה, וכוח זה משולב באמצעות רכבות הילוכים ומנגנון נגד. הוא עשוי משני אלקטרומגנטים למינציה מפלדת סיליקון: מגנטים שאנט וסדרה.

מגנט מסדרה נושא סליל של כמה סיבובים של חוט עובי המחובר בסדרה עם הקו ואילו מגנט השינט נושא סליל עם מספר סיבובים של חוט דק המחובר על פני האספקה.

מגנט בלימה הוא סוג של מגנט קבוע המפעיל את הכוח ההפוך לסיבוב הדיסק הרגיל בכדי להזיז את אותו דיסק במצב מאוזן ולעצור את הדיסק בזמן שהכוח יורד.

“מחשבון מסנני מעבר גבוה פעיל ”

מד אנרגיה אינדוקציה אלקטרומכנית שלב אחד

מגנט מסדרה מייצר שטף פרופורציונלי לזרם הזורם, ומגנט שאנט מייצר שטף פרופורציונאלי למתח. שני השטפים הללו נותרים ב 90 מעלות בגלל אופי ההשראה. הממשק של שני השדות הללו מייצר זרם חוטם בדיסק, תוך שימוש בכוח, שהוא פרופורציונלי לתוצר של מתח מיידי, זרם וזווית הפאזה ביניהם. מגנט בלימה ממוקם מעל צד אחד של הדיסק, המייצר מומנט בלימה על הדיסק על ידי שדה קבוע המסופק באמצעות מגנט קבוע. בכל פעם שמומנט הבלימה והנהיגה נעשה שווה, מהירות הדיסק נעשית יציבה.

ציר או ציר אנכי של דיסק האלומיניום משויך לסידור ההילוכים שרושם מספר פרופורציונאלי לסיבובי הדיסק. סידור הילוכים זה קובע את המספר בסדרת מחוגים ומציין אנרגיה הנצרכת לאורך זמן.

סוג זה של מד אנרגיה הוא פשוט בבנייה והדיוק מעט פחות בגלל זחילה ושדות חיצוניים אחרים. הבעיה העיקרית בסוגים אלה של מדי אנרגיה היא נטייתם לחבלה, המחייבת מערכת לניטור אנרגיה חשמלית. סדרות אלה ומדי סוג shunt נמצאים בשימוש נרחב ביישומים מקומיים ותעשייתיים.

מדי אנרגיה אלקטרונית הם סוג מדויק, מדויק ואמין של מכשירי מדידה בהשוואה למדי סוג אינדוקציה אלקטרומכניים. כאשר הם מחוברים לעומסים, הם צורכים פחות חשמל ומתחילים למדוד באופן מיידי. אז, סוג אלקטרוני של מד אנרגיה תלת פאזי מוסבר להלן עם עקרון העבודה שלו.

מד אנרגיה אלקטרוני תלת פאזי

מד זה מסוגל לבצע מדידות זרם, מתח והספק במערכות אספקה תלת פאזיות. באמצעות שלושה מטרים פאזיים אלה ניתן גם למדוד מתחים וזרמים גבוהים באמצעות מתמרים מתאימים. אחד מסוגי מדי האנרגיה התלת פאזיים מוצג להלן (מובא כדוגמה) המבטיח מדידת אנרגיה אמינה ומדויקת בהשוואה למונים האלקטרומכניים.

מד אנרגיה אלקטרוני תלת פאזי

היא משתמשת ב- AD7755, IC למדידת אנרגיה חד פאזית כדי לרכוש ולעבד את מתח הכניסה ואת הפרמטרים הנוכחיים. המתח והזרמים של קו החשמל מדורגים עד לרמת האות באמצעות מתמרים כמו שנאי מתח וזרם וניתן לאותו IC כפי שמוצג באיור. אותות אלה נדגמים ומומרים לדיגיטל, מוכפלים זה בזה בכדי לקבל את הכוח המיידי. מאוחר יותר יציאות דיגיטליות אלה מומרות לתדר כדי להניע מונה אלקטרומכני. קצב התדר של דופק המוצא הוא פרופורציונלי לעוצמה המיידית, (במרווח נתון) הוא מעביר העברות אנרגיה לעומס למספר מסוים של פולסים.

המיקרו-בקר מקבל את הכניסות מכל שלושת ה- IC למדידת האנרגיה למדידת אנרגיה תלת-פאזית ומשמש כמוח המערכת על ידי ביצוע כל הפעולות הנדרשות כמו אחסון ואחזור נתונים מ EEPROM , מפעיל את המונה באמצעות כפתורים לצפייה בצריכת אנרגיה, כיול שלבים וניקוי קריאות, והוא גם מניע את התצוגה באמצעות מפענח IC .

עד עכשיו קראנו על מדי האנרגיה ועקרונות העבודה שלהם. להבנה מעמיקה יותר של מושג זה, התיאור הבא אודות מד האנרגיה נותן פרטי מעגל מלאים וחיבוריו באמצעות מיקרו-בקר.

מעגל מד אנרגיה באמצעות מיקרו-בקר:

האיור שלהלן מציג את מעגל מטר הוואט-שעה המיושם באמצעות מיקרו בקר Atmel AVR . מעגל זה עוקב ברציפות ורוכש פרמטרים של מתח וזרם של אספקת הרשת החד-פעמית. מיקרו-בקר מקבל את ערכי הפרמטרים הללו ממעגל מיזוג אותות, המונע על ידי מכשירי IC של OP-AMP .

מעגל מד אנרגיה באמצעות מיקרו-בקר

“מהו חומר דיאלקטרי ”

במעגל זה יש שניים שנאים הנוכחיים מחובר בסדרה עם כל קו אספקה: פאזה וניטרלי. הערכים הנוכחיים משנאים אלה נשלחים אל המתאים ADC של המיקרו-בקר ואז ה- ADC ממיר את הערכים הללו לערכים דיגיטליים, ולכן המיקרו-בקר עושה בהכרח חישובים כדי למצוא את צריכת האנרגיה. ה מיקרו-בקר מתוכנת בצורה כזו שערכי המתח והזרם מה- ADC מוכפלים ומשולבים לאורך פרק זמן מוגדר, ואז מפעילים בהתאמה את מנגנון הנגד המציג את מספר היחידות הנצרכות (KW) לאורך תקופת זמן.

בנוסף למדידת האנרגיה, מערכת זו מספקת גם אינדיקציה לתקלות כדור הארץ במקרה של תקלה או זרם יתר שעלולים להתרחש בקו ניטרלי או בכדור הארץ ומפנה כראוי את דיודה פולטת אור אינדיקציה לזיהוי תקלות כדור הארץ וכן לכל צריכת יחידה.

מאמר זה עוסק במעגל מטר-ואט ועקרונות העבודה שלו. זה ידוע גם בשם מד אנרגיה - המשמש לפיתוח ערכות פרויקטים חשמליים ואלקטרוניים על ידי טכנולוגיות שונות. לכל עזרה בנוגע למושגים כמו חבלה של מד אנרגיה ו חיוב מד אנרגיה באמצעות טכנולוגיה אלחוטית , או הערה בסעיף המופיע להלן.

נקודות זיכוי: