الطاقة متر أو متر وات ساعة هي أداة كهربائية تقيس كمية الطاقة الكهربائية التي يستخدمها المستهلكون. المرافق هي أحد الأقسام الكهربائية التي تقوم بتثبيت هذه الأدوات في كل مكان مثل المنازل والصناعات والمؤسسات والمباني التجارية لشحن استهلاك الكهرباء بالأحمال مثل الأضواء والمراوح والثلاجة و الأجهزة المنزلية الأخرى .

متر وات ساعة

الوحدة الأساسية للطاقة هي واط ويتم قياسها باستخدام مقياس واط. ألف واط واحد كيلو واط. إذا استخدم المرء كيلووات واحدًا في مدة ساعة واحدة ، فسيتم استهلاك وحدة واحدة من الطاقة. حتى الطاقة أمتار قياس الجهد والتيارات السريعة ، وحساب ناتجها وإعطاء قوة فورية. تتكامل هذه القوة خلال فترة زمنية ، مما يعطي الطاقة المستخدمة خلال تلك الفترة الزمنية.

أنواع عدادات الطاقة

يتم تصنيف عدادات الطاقة إلى فئتين أساسيتين ، مثل:

مقياس الحث نوع الكهروميكانيكية
عداد الطاقة الإلكترونية

يتم تصنيف عدادات الطاقة إلى نوعين من خلال أخذ العوامل التالية في الاعتبار:

أنواع شاشات العدادات الكهربائية التناظرية أو الرقمية.
أنواع نقاط القياس: الإرسال الثانوي ، الشبكة ، التوزيع المحلي والأولي.
نهاية التطبيقات مثل الأغراض التجارية والصناعية والمنزلية
الجوانب الفنية مثل المراحل الفردية ، والمراحل الثلاث ، والضغط العالي (HT) ، والضغط المنخفض (LT) ، ومواد فئة الدقة.

قد يكون توصيل التيار الكهربائي إما على مرحلة واحدة أو ثلاث مراحل حسب العرض الذي تستخدمه المنشآت المحلية أو التجارية. على وجه الخصوص في هذه المقالة ، سنقوم بدراسة مبادئ العمل لمقياس الطاقة من نوع الحث الكهروميكانيكي أحادي الطور وأيضًا حول عداد الطاقة الإلكتروني ثلاثي الطور من شرح اثنان من عدادات الطاقة الأساسية كما هو موضح أدناه.

عداد الطاقة الحث الكهروميكانيكي أحادي الطور

إنه نوع معروف من أجهزة قياس الطاقة القديمة وأكثرها شيوعًا. وهي تتألف من قرص دوار من الألومنيوم موضوع على مغزل بين مغناطيسين كهربائيين. تتناسب سرعة دوران القرص مع الطاقة ، ويتم دمج هذه القوة باستخدام قطارات التروس وآلية العداد. وهي مصنوعة من مغنطيسين كهربائيين مغلفين بفولاذ السيليكون: مغناطيس تحويلة وسلسلة.

يحمل مغناطيس السلسلة ملفًا يتكون من بضع لفات من سلك سمك متصل في سلسلة مع الخط بينما يحمل مغناطيس التحويل ملفًا به عدة لفات من الأسلاك الرقيقة المتصلة عبر الإمداد.

“المجموع القانوني للمنتجات الحاسبة ”

مغناطيس الكبح هو نوع من المغناطيس الدائم الذي يستخدم القوة المعاكسة لدوران القرص الطبيعي لتحريك القرص في وضع متوازن وإيقاف القرص أثناء انقطاع التيار الكهربائي.

عداد طاقة الحث الكهروميكانيكي أحادي الطور

ينتج المغناطيس المتسلسل تدفقًا يتناسب مع التيار المتدفق ، وينتج مغناطيس التحويل تدفقًا يتناسب مع الجهد. يتأخر هذان التدفقان عند 90 درجة بسبب الطبيعة الاستقرائية. تنتج واجهة هذين الحقلين تيارًا دوارًا في القرص ، باستخدام قوة تتناسب مع ناتج الجهد اللحظي والتيار وزاوية الطور بينهما. يتم وضع مغناطيس الكبح على جانب واحد من القرص ، والذي ينتج عزمًا للفرملة على القرص بواسطة مجال ثابت يتم توفيره باستخدام مغناطيس دائم. عندما يتساوى عزم الكبح والقيادة ، تصبح سرعة القرص ثابتة.

يرتبط عمود الدوران أو المغزل الرأسي لقرص الألمنيوم بترتيب التروس الذي يسجل رقمًا يتناسب مع دورات القرص. يحدد ترتيب الترس هذا الرقم في سلسلة من الأقراص ويشير إلى استهلاك الطاقة بمرور الوقت.

هذا النوع من عداد الطاقة بسيط في البناء والدقة أقل إلى حد ما بسبب الزحف والمجالات الخارجية الأخرى. المشكلة الأولى في هذه الأنواع من عدادات الطاقة هي قابليتها للعبث ، الأمر الذي يتطلب نظام مراقبة الطاقة الكهربائية. تستخدم عدادات من النوع التسلسلي والتحويلة على نطاق واسع في التطبيقات المنزلية والصناعية.

عدادات الطاقة الإلكترونية هي نوع دقيق ودقيق وموثوق من أدوات القياس عند مقارنتها بمقاييس نوع الحث الكهروميكانيكية. عند الاتصال بالأحمال ، فإنها تستهلك طاقة أقل وتبدأ في القياس على الفور. لذلك ، يتم شرح النوع الإلكتروني لمقياس الطاقة ثلاثي الطور أدناه مع مبدأ عمله.

عداد الطاقة الإلكترونية 3 مراحل

هذا المقياس قادر على إجراء قياسات التيار والجهد والطاقة في أنظمة الإمداد ثلاثية الطور. باستخدام هذه المقاييس ثلاثية الطور ، من الممكن أيضًا قياس الفولتية والتيارات العالية باستخدام محولات الطاقة المناسبة. يتم عرض أحد أنواع عدادات الطاقة ثلاثية الطور أدناه (معطى كمثال) الذي يضمن قياسًا موثوقًا ودقيقًا للطاقة مقارنةً بالعدادات الكهروميكانيكية.

عداد الطاقة الإلكترونية 3 مراحل

يستخدم AD7755 ، IC لقياس الطاقة أحادي الطور للحصول على ومعالجة جهد الدخل والمعلمات الحالية. يتم تصنيف الجهد والتيارات لخط الطاقة وصولاً إلى مستوى الإشارة باستخدام محولات الطاقة مثل محولات الجهد والتيار وتعطى لذلك IC كما هو موضح في الشكل. يتم أخذ عينات من هذه الإشارات وتحويلها إلى رقمية ، وضربها في بعضها البعض للحصول على القوة اللحظية. في وقت لاحق يتم تحويل هذه المخرجات الرقمية إلى التردد لتشغيل عداد كهروميكانيكي. يتناسب معدل تردد نبضة الخرج مع القدرة الآنية ، و (في فترة زمنية معينة) يعطي نقل الطاقة إلى الحمل لعدد معين من النبضات.

يقبل المتحكم الدقيق المدخلات من جميع الدوائر المتكاملة لقياس الطاقة الثلاثة لقياس الطاقة ثلاثي الطور ويعمل كعقل للنظام من خلال إجراء جميع العمليات الضرورية مثل تخزين واسترجاع البيانات من إيبروم تشغيل العداد باستخدام الأزرار لعرض استهلاك الطاقة ومعايرة المراحل ومسح القراءات ، كما يقوم بتشغيل الشاشة باستخدام فك IC .

لقد قرأنا حتى الآن عن عدادات الطاقة ومبادئ عملها. لفهم أعمق لهذا المفهوم ، يعطي الوصف التالي لمقياس الطاقة تفاصيل كاملة للدائرة ووصلاتها باستخدام متحكم دقيق.

دائرة عداد الطاقة باستخدام متحكم:

يوضح الشكل أدناه دائرة متر وات / ساعة منفذة باستخدام متحكم Atmel AVR . تراقب هذه الدائرة باستمرار وتكتسب معلمات الجهد والتيار لمصدر التيار الكهربائي أحادي الطور. يحصل المتحكم الدقيق على قيم المعلمات هذه من دائرة تكييف الإشارة ، والتي تحركها المرحلية OP-AMP .

دائرة عداد الطاقة باستخدام متحكم

هذه الدائرة لها اثنان المحولات الحالية متصل في سلسلة مع كل خط إمداد: طوري ومحايد. يتم إرسال القيم الحالية من هذه المحولات إلى كل منها ADC للميكروكونترولر ، ثم يقوم ADC بتحويل هذه القيم إلى قيم رقمية ، وبالتالي يقوم المتحكم الدقيق بإجراء حسابات بالضرورة للعثور على استهلاك الطاقة. ال متحكم مبرمج بطريقة يتم فيها مضاعفة قيم الجهد والتيار من ADC ودمجها خلال فترة زمنية محددة ، ثم تشغيل آلية العداد التي تعرض عدد الوحدات المستهلكة (KW) خلال فترة زمنية.

بالإضافة إلى قياس الطاقة ، يوفر هذا النظام أيضًا مؤشرًا لخطأ الأرض في حالة حدوث أي خطأ أو تيار زائد قد يحدث في الخط المحايد أو الأرضي ويحول بشكل مناسب الثنائيات الباعثة للضوء مؤشر لاكتشاف الأعطال الأرضية وكذلك لكل وحدة استهلاك.

تتناول هذه المقالة دائرة متر وات / ساعة ومبادئ عملها. يُعرف هذا أيضًا باسم مقياس الطاقة- والذي يستخدم في التطوير مجموعات المشاريع الكهربائية والإلكترونية بتقنيات مختلفة. للحصول على أي مساعدة فيما يتعلق بمفاهيم مثل العبث بمقياس الطاقة و فواتير عداد الطاقة باستخدام التكنولوجيا اللاسلكية ، أو التعليق في القسم أدناه.

اعتمادات الصورة: