เครื่องวัดพลังงาน หรือ วัตต์ - ชั่วโมงเมตร เป็นเครื่องมือไฟฟ้าที่ใช้วัดปริมาณพลังงานไฟฟ้าที่ผู้บริโภคใช้ สาธารณูปโภคเป็นแผนกไฟฟ้าส่วนหนึ่งที่ติดตั้งเครื่องมือเหล่านี้ในทุกสถานที่เช่นบ้านอุตสาหกรรมองค์กรอาคารพาณิชย์เพื่อเรียกเก็บเงินจากการใช้ไฟฟ้าตามโหลดเช่นไฟพัดลมตู้เย็นและ เครื่องใช้ในบ้านอื่น ๆ .

วัตต์ - ชั่วโมงเมตร

หน่วยพื้นฐานของกำลังไฟฟ้าคือวัตต์และวัดโดยใช้วัตต์มิเตอร์ หนึ่งพันวัตต์ทำให้ได้หนึ่งกิโลวัตต์ หากใช้หนึ่งกิโลวัตต์ในช่วงเวลาหนึ่งชั่วโมงพลังงานหนึ่งหน่วยจะถูกใช้ไป ดังนั้นพลังงาน เมตร วัดแรงดันและกระแสอย่างรวดเร็วคำนวณผลิตภัณฑ์และให้พลังงานทันที พลังนี้รวมอยู่ในช่วงเวลาหนึ่งซึ่งทำให้พลังงานที่ใช้ในช่วงเวลานั้น

ประเภทของเครื่องวัดพลังงาน

มาตรวัดพลังงานแบ่งออกเป็นสองประเภทพื้นฐานเช่น:

“เซ็นเซอร์อินฟราเรดคืออะไร ”

เครื่องวัดการเหนี่ยวนำไฟฟ้าประเภทเครื่องกล
เครื่องวัดพลังงานอิเล็กทรอนิกส์

เครื่องวัดพลังงานแบ่งออกเป็นสองประเภทโดยคำนึงถึงปัจจัยต่อไปนี้:

ประเภทของจอแสดงผลมาตรวัดไฟฟ้าแบบอนาล็อกหรือดิจิตอล
ประเภทของจุดวัดแสง: ระบบส่งกำลังทุติยภูมิกริดการกระจายในพื้นที่และหลัก
สิ้นสุดการใช้งานเช่นวัตถุประสงค์ทางการค้าอุตสาหกรรมและในประเทศ
ด้านเทคนิคเช่นเฟสเดียวสามเฟสความตึงเครียดสูง (HT) ความตึงเครียดต่ำ (LT) และวัสดุระดับความแม่นยำ

การเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟฟ้าอาจเป็นอย่างใดอย่างหนึ่ง เฟสเดียว หรือ สามเฟส ขึ้นอยู่กับอุปทานที่ใช้โดยการติดตั้งในประเทศหรือเชิงพาณิชย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบทความนี้เราจะศึกษาเกี่ยวกับหลักการทำงานของเครื่องวัดพลังงานไฟฟ้าชนิดเหนี่ยวนำไฟฟ้าเฟสเดียวและเกี่ยวกับเครื่องวัดพลังงานอิเล็กทรอนิกส์สามเฟสจากคำอธิบายของ เครื่องวัดพลังงานพื้นฐานสองเครื่อง ตามที่อธิบายไว้ด้านล่าง

เครื่องวัดพลังงานเหนี่ยวนำไฟฟ้าเฟสเดียว

เป็นเครื่องวัดพลังงานที่รู้จักกันดีและพบบ่อยที่สุด ประกอบด้วยแผ่นอลูมิเนียมหมุนที่วางอยู่บนแกนหมุนระหว่างแม่เหล็กไฟฟ้าสองตัว ความเร็วในการหมุนของแผ่นดิสก์เป็นสัดส่วนกับกำลังไฟฟ้าและพลังนี้ถูกรวมเข้าด้วยกันโดยใช้เฟืองทดและกลไกตอบโต้ มันทำจากแม่เหล็กไฟฟ้าเคลือบซิลิกอนสองตัว: แม่เหล็กปัดและแม่เหล็กชุด

แม่เหล็กซีรีส์มีขดลวดซึ่งเป็นลวดความหนาสองสามรอบที่เชื่อมต่อเป็นอนุกรมกับเส้นในขณะที่แม่เหล็กปัดจะมีขดลวดที่มีลวดเส้นเล็กจำนวนมากเชื่อมต่อกับแหล่งจ่าย

แม่เหล็กเบรกเป็นแม่เหล็กถาวรชนิดหนึ่งที่ใช้แรงตรงข้ามกับการหมุนแผ่นดิสก์ปกติเพื่อเคลื่อนดิสก์นั้นไปยังตำแหน่งที่สมดุลและเพื่อหยุดดิสก์ในขณะที่กำลังปิดเครื่อง

เครื่องวัดพลังงานเหนี่ยวนำไฟฟ้าเฟสเดียว

แม่เหล็กซีรีส์สร้างฟลักซ์ซึ่งเป็นสัดส่วนกับกระแสที่ไหลและแม่เหล็กปัดจะสร้างฟลักซ์ตามสัดส่วนกับแรงดันไฟฟ้า ฟลักซ์ทั้งสองนี้ล่าช้าที่ 90 องศาเนื่องจากลักษณะอุปนัย อินเทอร์เฟซของทั้งสองฟิลด์นี้สร้างกระแสไหลวนในดิสก์โดยใช้แรงซึ่งเป็นสัดส่วนกับผลคูณของแรงดันไฟฟ้ากระแสและมุมเฟสระหว่างพวกเขา แม่เหล็กเบรกวางอยู่บนด้านหนึ่งของแผ่นดิสก์ซึ่งจะสร้างแรงบิดในการเบรกบนแผ่นดิสก์โดยใช้สนามแม่เหล็กถาวรโดยใช้แม่เหล็กถาวร เมื่อใดก็ตามที่แรงบิดในการเบรกและการขับขี่เท่ากันความเร็วของดิสก์จะคงที่

แกนเพลาหรือแกนแนวตั้งของแผ่นอลูมิเนียมเกี่ยวข้องกับการจัดเรียงเกียร์ที่บันทึกตัวเลขตามสัดส่วนกับการหมุนของแผ่นดิสก์ การจัดเรียงเกียร์นี้จะกำหนดหมายเลขในชุดหน้าปัดและระบุพลังงานที่ใช้ไปในช่วงเวลาหนึ่ง

“ฮีตซิงก์ทำมาจากอะไร ”

เครื่องวัดพลังงานประเภทนี้มีความเรียบง่ายในการก่อสร้างและความแม่นยำค่อนข้างน้อยเนื่องจากการคืบคลานและสนามภายนอกอื่น ๆ ปัญหาที่สำคัญที่สุดของเครื่องวัดพลังงานประเภทนี้คือความชัดเจนในการปลอมแปลงซึ่งจำเป็นต้องมีระบบตรวจสอบพลังงานไฟฟ้า มิเตอร์แบบซีรีส์และแบบแบ่งเหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในงานในประเทศและในอุตสาหกรรม

เครื่องวัดพลังงานอิเล็กทรอนิกส์ เป็นเครื่องมือวัดประเภทที่ถูกต้องแม่นยำและเชื่อถือได้เมื่อเปรียบเทียบกับมิเตอร์ประเภทเหนี่ยวนำไฟฟ้า เมื่อเชื่อมต่อกับโหลดจะใช้พลังงานน้อยลงและเริ่มทำการวัดทันที ดังนั้นเครื่องวัดพลังงานสามเฟสประเภทอิเล็กทรอนิกส์จึงอธิบายไว้ด้านล่างพร้อมหลักการทำงาน

เครื่องวัดพลังงานอิเล็กทรอนิกส์ 3 เฟส

เครื่องวัดนี้สามารถทำการวัดกระแสไฟฟ้าแรงดันและกำลังไฟฟ้าในระบบจ่ายสามเฟส ด้วยการใช้มิเตอร์สามเฟสนี้ยังสามารถวัดแรงดันไฟฟ้าและกระแสสูงได้โดยใช้ทรานสดิวเซอร์ที่เหมาะสม หนึ่งในประเภทของเครื่องวัดพลังงานสามเฟสแสดงอยู่ด้านล่าง (ดังตัวอย่าง) ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ว่าการวัดพลังงานที่เชื่อถือได้และแม่นยำเมื่อเทียบกับมิเตอร์ไฟฟ้า

เครื่องวัดพลังงานอิเล็กทรอนิกส์ 3 เฟส

ใช้ AD7755 ซึ่งเป็น IC วัดพลังงานเฟสเดียวเพื่อรับและประมวลผลพารามิเตอร์แรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าขาเข้า แรงดันและกระแสของสายไฟได้รับการจัดอันดับลงตามระดับสัญญาณโดยใช้ตัวแปลงสัญญาณเช่น หม้อแปลงแรงดันและกระแส และมอบให้กับ IC นั้นดังแสดงในรูป สัญญาณเหล่านี้จะถูกสุ่มตัวอย่างและแปลงเป็นดิจิทัลคูณกันเพื่อให้ได้พลังทันที ต่อมาเอาต์พุตดิจิทัลเหล่านี้จะถูกแปลงเป็นความถี่เพื่อขับเคลื่อนตัวนับไฟฟ้า อัตราความถี่ของพัลส์เอาท์พุทเป็นสัดส่วนกับกำลังไฟฟ้าในทันทีและ (ในช่วงเวลาที่กำหนด) จะให้การถ่ายโอนพลังงานไปยังโหลดสำหรับจำนวนพัลส์เฉพาะ

ไมโครคอนโทรลเลอร์รับอินพุตจากไอซีวัดพลังงานทั้งสามตัวสำหรับการวัดพลังงานสามเฟสและทำหน้าที่เป็นสมองของระบบโดยดำเนินการที่จำเป็นทั้งหมดเช่นการจัดเก็บและดึงข้อมูลจาก EEPROM , ใช้งานมิเตอร์โดยใช้ปุ่มเพื่อดูการใช้พลังงาน, ปรับเทียบเฟสและการอ่านค่าที่ชัดเจนและยังขับเคลื่อนการแสดงผลโดยใช้ IC ตัวถอดรหัส .

จนถึงตอนนี้เราได้อ่านเกี่ยวกับมาตรวัดพลังงานและหลักการทำงานแล้ว เพื่อความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับแนวคิดนี้คำอธิบายต่อไปนี้เกี่ยวกับเครื่องวัดพลังงานจะให้รายละเอียดวงจรที่สมบูรณ์และการเชื่อมต่อโดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์

วงจรวัดพลังงานโดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์:

รูปด้านล่างแสดงวงจรวัตต์ - ชั่วโมงที่ดำเนินการโดยใช้ ไมโครคอนโทรลเลอร์ Atmel AVR . วงจรนี้จะตรวจสอบและรับพารามิเตอร์แรงดันและกระแสของแหล่งจ่ายไฟเมนเฟสเดียวอย่างต่อเนื่อง ไมโครคอนโทรลเลอร์รับค่าพารามิเตอร์เหล่านี้จากวงจรปรับสภาพสัญญาณซึ่งขับเคลื่อนด้วย OP-AMP ICs .

วงจรวัดวัตต์ชั่วโมงโดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์

วงจรวัดพลังงานโดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์

“สัญญาณรบกวนทำงานอย่างไร ”

วงจรนี้มีสองตัว หม้อแปลงกระแสไฟฟ้า เชื่อมต่อเป็นอนุกรมกับแต่ละสายจ่าย: เฟสและเป็นกลาง ค่าปัจจุบันจากหม้อแปลงเหล่านี้จะถูกส่งไปยังตามลำดับ ADC ของไมโครคอนโทรลเลอร์ จากนั้น ADC จะแปลงค่าเหล่านี้เป็นค่าดิจิทัลดังนั้นไมโครคอนโทรลเลอร์จึงจำเป็นต้องคำนวณเพื่อค้นหาการใช้พลังงาน ไมโครคอนโทรลเลอร์ถูกตั้งโปรแกรมไว้ ในลักษณะที่แรงดันและค่ากระแสจาก ADC ถูกคูณและรวมเข้าด้วยกันในช่วงเวลาที่กำหนดจากนั้นจึงขับเคลื่อนกลไกตัวนับที่แสดงจำนวนหน่วยที่ใช้ (KW) ในช่วงเวลาหนึ่ง

นอกเหนือจากการวัดพลังงานแล้วระบบนี้ยังมีตัวบ่งชี้ความผิดพลาดของโลกในกรณีที่มีข้อผิดพลาดหรือกระแสเกินที่อาจเกิดขึ้นในสายกลางหรือสายดินและเปลี่ยน ไดโอดเปล่งแสง ข้อบ่งชี้สำหรับการตรวจจับความผิดพลาดของโลกตลอดจนการบริโภคทุกหน่วย

บทความนี้เกี่ยวกับวงจรวัตต์ - ชั่วโมงและหลักการทำงาน สิ่งนี้เรียกอีกอย่างว่าเครื่องวัดพลังงานซึ่งใช้ในการพัฒนา ชุดโครงการไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ ด้วยเทคโนโลยีที่แตกต่างกัน สำหรับความช่วยเหลือใด ๆ เกี่ยวกับแนวคิดเช่นการดัดแปลงเครื่องวัดพลังงานและ การเรียกเก็บเงินมิเตอร์พลังงานโดยใช้เทคโนโลยีไร้สาย หรือแสดงความคิดเห็นในส่วนที่ระบุด้านล่าง

เครดิตภาพ: