Мерач енергије или Мерач ватних сати је електрични инструмент којим се мери количина електричне енергије коју потрошачи користе. Комуналије су једно од одељења за електричну енергију које инсталирају ове инструменте на сваком месту попут домова, индустрије, организација, комерцијалних зграда како би се потрошња електричне енергије наплаћивала оптерећењима као што су светла, вентилатори, фрижидер и остали кућни апарати .

“мини пројекти за студенте информатике ”

Мерач ватних сати

Основна јединица снаге су вати, а мери се помоћу ватомера. Хиљаду вати чини један киловат. Ако се користи један киловат у трајању од једног сата, потроши се једна јединица енергије. Дакле енергија метара измерите брзи напон и струје, израчунајте њихов производ и дајте тренутну снагу. Ова снага је интегрисана у временском интервалу, што даје енергију искоришћену у том временском периоду.

Врсте мерила енергије

Бројила енергије су класификована у две основне категорије, као што су:

Електромеханички мерач индукције типа
Електронско бројило енергије

Бројила енергије класификују се у две врсте узимајући у обзир следеће факторе:

Врсте екрана аналогних или дигиталних електричних бројила.
Врсте мерних места: секундарни пренос, мрежа, локална и примарна дистрибуција.
Завршите апликације попут комерцијалне, индустријске и домаће намене
Технички аспекти попут једнофазних, три фазе, високог напона (ХТ), ниског напона (ЛТ) и материјала класе тачности.

Прикључак за напајање електричном енергијом може бити било који монофазни или трофазни у зависности од снабдевања које користе домаће или комерцијалне инсталације. У овом чланку ћемо посебно проучавати принципе рада једнофазног електромеханичког бројила индукционог типа, а такође и трофазно електронско бројило енергије из објашњења два основна бројила енергије како је описано у наставку.

Једнофазни електромеханички индукциони мерач енергије

То је добро познати и најчешћи тип вековног мерача енергије. Садржи ротациони алуминијумски диск постављен на вретено између два електромагнета. Брзина ротације диска је пропорционална снази, а та снага је интегрисана коришћењем зупчаника и бројача. Направљен је од два електромагнета ламинирана силиконским челиком: ранжирни и серијски магнети.

Серијски магнет носи завојницу која има неколико завоја дебљине жице повезане у серију линијом, док магнетски магнет има завојницу са бројним завојима танке жице повезане преко напајања.

Магнет за кочење је врста трајног магнета који примењује силу супротну од нормалне ротације диска да би померио тај диск у уравнотежен положај и зауставио диск док се напајање искључује.

Једнофазни електромеханички индукциони мерач енергије

Серијски магнет производи флукс који је пропорционалан текућој струји, а магнетни магнет ствара флукс пропорционалан напону. Ова два флукса заостају за 90 степени због индуктивне природе. Интерфејс ова два поља ствара вртложну струју на диску, користећи силу, која је пропорционална умножаку тренутног напона, струје и фазног угла између њих. Преко једне стране диска постављен је магнет за кочење, који константним пољем обезбеђеним помоћу трајног магнета ствара кочни момент на диску. Кад год моменти кочења и вожње постану једнаки, брзина диска постаје стабилна.

Осовина или вертикално вретено алуминијумског диска повезано је са распоредом зупчаника који бележи број пропорционалан броју обртаја диска. Овај распоред зупчаника поставља број у низу бројчаника и указује на потрошњу енергије током времена.

Ова врста мерача енергије је једноставне конструкције, а тачност је нешто мања због пузања и других спољних поља. Најважнији проблем код ових врста мерача енергије је њихова склоност неовлаштеним променама, што захтева систем за надзор електричне енергије. Ови серијски и разводни мерачи се широко користе у домаћој и индустријској примени.

Електронска бројила енергије су тачни, прецизни и поуздани мерни инструменти у поређењу са електромеханичким мерачима индукционог типа. Када су повезани са оптерећењима, троше мање енергије и започињу тренутно мерење. Дакле, доле је објашњен електронски тип трофазног бројила енергије са својим принципом рада.

3-фазни електронски мерач енергије

Ово бројило може да врши мерење струје, напона и снаге у трофазним системима напајања. Коришћењем ова три фазна бројила такође је могуће измерити високе напоне и струје коришћењем одговарајућих претварача. У наставку је приказан један од типова трофазних бројила енергије (наведен као пример) који обезбеђује поуздано и тачно мерење енергије у поређењу са електромеханичким мерачима.

3-фазни електронски мерач енергије

Користи АД7755, једнофазну ИЦ за мерење енергије за добијање и обраду улазних напона и струјних параметара. Напон и струја на далеководу се оцењују до нивоа сигнала помоћу претварача попут напонски и струјни трансформатори и дато тој ИЦ као што је приказано на слици. Ти се сигнали узоркују и претварају у дигиталне, помножавају једни са другима да би се добила тренутна снага. Касније се ови дигитални излази претварају у фреквенцију за погон електромеханичког бројача. Брзина фреквенције излазног импулса пропорционална је тренутној снази и (у датом интервалу) даје преносе енергије оптерећењу за одређени број импулса.

Микроконтролер прихвата улазе са све три ИЦ-а за мерење енергије за трофазно мерење енергије и служи као мозак система извођењем свих потребних операција попут складиштења и преузимања података из ЕЕПРОМ , руковање бројилом помоћу тастера за приказ потрошње енергије, калибрацију фаза и брисање очитавања, а такође покреће екран користећи декодер ИЦ .

До сада смо читали о мерачима енергије и њиховим принципима рада. За дубље разумевање овог концепта, следећи опис мерача енергије даје комплетне детаље о кругу и његове везе помоћу микроконтролера.

Круг мерача енергије помоћу микроконтролера:

Доња слика приказује склоп мерача ват-сати изведен помоћу Атмел АВР микроконтролер . Овај круг континуирано надгледа и прикупља параметре напона и струје мрежног једнофазног напајања. Микроконтролер добија ове вредности параметара из кола за кондиционирање сигнала, којим управља ОП-АМП ИЦ .

Круг мерача сат-а помоћу микроконтролера

Круг мерача енергије помоћу микроконтролера

Ово коло има два струјни трансформатори повезани у серију са сваком линијом напајања: фазном и неутралном. Тренутне вредности са ових трансформатора се шаљу одговарајућим АДЦ микроконтролера , а затим АДЦ претвара ове вредности у дигиталне вредности, и тако микроконтролер нужно врши прорачуне како би пронашао потрошњу енергије. Тхе Микроконтролер је програмиран на такав начин да се вредности напона и струје из АДЦ множе и интегришу током одређеног временског периода, а затим одговарајуће покрећу бројачки механизам који приказује број потрошених јединица (КВ) током временског периода.

Поред мерења енергије, овај систем такође пружа индикацију земљоспоја у случају било какве грешке или прекомерне струје која се може појавити у неутралној или уземљеној линији и на одговарајући начин окреће Светлеће диоде индикација за откривање земљоспоја као и за сваку јединицу потрошње.

Овај чланак говори о кругу мерача ват-сати и његовим принципима рада. Ово је такође познато као мерач енергије - који се користи у развоју комплети за електричне и електронске пројекте различитим технологијама. За било какву помоћ у вези са концептима попут неовлашћеног мерења енергије и обрачун мерача енергије помоћу бежичне технологије , или коментар у одељку датом у наставку.