Compteur d'énergie ou Compteur de wattheures est un instrument électrique qui mesure la quantité d'énergie électrique utilisée par les consommateurs. Les services publics sont l'un des départements électriques, qui installent ces instruments à chaque endroit comme les maisons, les industries, les organisations, les bâtiments commerciaux pour facturer la consommation d'électricité par des charges telles que les lumières, les ventilateurs, le réfrigérateur et autres appareils ménagers .
Compteur de wattheures
L'unité de base de puissance est le watts et elle est mesurée à l'aide d'un watt mètre. Mille watts font un kilowatt. Si l'on utilise un kilowatt en une heure, une unité d'énergie est consommée. Donc énergie mètres mesurer la tension et les courants rapides, calculer leur produit et donner une puissance instantanée. Cette puissance est intégrée sur un intervalle de temps, ce qui donne l'énergie utilisée pendant cette période.
Types de compteurs d'énergie
Les compteurs d'énergie sont classés en deux catégories de base, telles que:
- Indicateur d'induction de type électromécanique
- Compteur d'énergie électronique
Les compteurs d'énergie sont classés en deux types en tenant compte des facteurs suivants:
- Types d'affichages compteur électrique analogique ou numérique.
- Types de points de comptage: transport secondaire, réseau, distribution locale et primaire.
- Applications finales comme à des fins commerciales, industrielles et domestiques
- Aspects techniques tels que monophasés, trois phases, haute tension (HT), basse tension (LT) et matériaux de classe de précision.
La connexion d'alimentation électrique peut être soit monophasé ou trois phases en fonction de l'approvisionnement utilisé par les installations domestiques ou commerciales. En particulier dans cet article, nous allons étudier les principes de fonctionnement du compteur d'énergie de type à induction électromécanique monophasé et également le compteur d'énergie électronique triphasé à partir de l'explication de deux compteurs d'énergie de base comme décrit ci-dessous.
Compteur d'énergie à induction électromécanique monophasé
C'est un type de compteur d'énergie séculaire bien connu et le plus courant. Il comprend un disque rotatif en aluminium placé sur une broche entre deux électroaimants. La vitesse de rotation du disque est proportionnelle à la puissance, et cette puissance est intégrée par l'utilisation de trains d'engrenages et de contre-mécanismes. Il est composé de deux électroaimants laminés en acier au silicium: des aimants shunt et série.
L'aimant en série porte une bobine de quelques tours de fil d'épaisseur connectée en série avec la ligne, tandis que l'aimant shunt porte une bobine avec de nombreuses spires de fil mince connectées à travers l'alimentation.
L'aimant de freinage est une sorte d'aimant permanent qui applique la force opposée à la rotation normale du disque pour déplacer ce disque dans une position équilibrée et pour arrêter le disque lorsque l'alimentation est coupée.
Compteur d'énergie à induction électromécanique monophasé
L'aimant en série produit un flux proportionnel au courant qui circule et l'aimant shunt produit un flux proportionnel à la tension. Ces deux flux sont décalés à 90 degrés en raison de la nature inductive. L'interface de ces deux champs produit des courants de Foucault dans le disque, en utilisant une force, qui est proportionnelle au produit de la tension instantanée, du courant et de l'angle de phase entre eux. Un aimant de freinage est placé sur un côté du disque, ce qui produit un couple de freinage sur le disque par un champ constant fourni en utilisant un aimant permanent. Chaque fois que les couples de freinage et d'entraînement deviennent égaux, la vitesse du disque devient constante.
Un arbre ou une broche verticale du disque en aluminium est associé à l'agencement d'engrenages qui enregistre un nombre proportionnel aux révolutions du disque. Cet agencement d'engrenages définit le nombre dans une série de cadrans et indique l'énergie consommée au fil du temps.
Ce type de compteur d'énergie est de construction simple et la précision est un peu moindre en raison du fluage et d'autres champs externes. Un problème majeur avec ces types de compteurs d'énergie est leur tendance à la falsification, qui nécessite un système de surveillance de l'énergie électrique. Ces compteurs de série et de type shunt sont largement utilisés dans les applications domestiques et industrielles.
Compteurs d'énergie électroniques sont des instruments de mesure précis, précis et fiables par rapport aux compteurs à induction électromécanique. Lorsqu'ils sont connectés à des charges, ils consomment moins d'énergie et commencent à mesurer instantanément. Ainsi, le type électronique de compteur d'énergie triphasé est expliqué ci-dessous avec son principe de fonctionnement.
Compteur d'énergie électronique triphasé
Ce compteur est capable d'effectuer des mesures de courant, de tension et de puissance dans des systèmes d'alimentation triphasés. En utilisant ces compteurs triphasés, il est également possible de mesurer des tensions et des courants élevés en utilisant des transducteurs appropriés. L'un des types de compteurs d'énergie triphasés est illustré ci-dessous (donné à titre d'exemple) qui garantit une mesure d'énergie fiable et précise par rapport aux compteurs électromécaniques.
Compteur d'énergie électronique triphasé
Il utilise AD7755, un circuit intégré de mesure d'énergie monophasé pour acquérir et traiter les paramètres de tension et de courant d'entrée. La tension et les courants de la ligne électrique sont évalués au niveau du signal à l'aide de transducteurs tels que transformateurs de tension et de courant et donné à ce CI comme indiqué sur la figure. Ces signaux sont échantillonnés et convertis en numérique, multipliés les uns par les autres pour obtenir la puissance instantanée. Plus tard, ces sorties numériques sont converties en fréquence pour piloter un compteur électromécanique. Le taux de fréquence de l'impulsion de sortie est proportionnel à la puissance instantanée, et (dans un intervalle donné) il donne des transferts d'énergie à la charge pour un nombre particulier d'impulsions.
Le microcontrôleur accepte les entrées des trois circuits intégrés de mesure d'énergie pour la mesure d'énergie triphasée et sert de cerveau du système en effectuant toutes les opérations nécessaires telles que le stockage et la récupération de données à partir de EEPROM , en utilisant le compteur à l'aide de boutons pour afficher la consommation d'énergie, en calibrant les phases et en effaçant les lectures et, il pilote également l'affichage en utilisant décodeur IC .
Jusqu'à présent, nous avons lu sur les compteurs d'énergie et leurs principes de fonctionnement. Pour une compréhension plus approfondie de ce concept, la description suivante du compteur d'énergie donne des détails complets sur le circuit et ses connexions à l'aide d'un microcontrôleur.
Circuit de compteur d'énergie utilisant un microcontrôleur:
La figure ci-dessous montre le circuit du watt-heure mis en œuvre en utilisant Microcontrôleur Atmel AVR . Ce circuit surveille et acquiert en permanence les paramètres de tension et de courant de l'alimentation secteur monophasée. Le microcontrôleur obtient ces valeurs de paramètres à partir d'un circuit de conditionnement de signal, qui est piloté par CI OP-AMP .
Circuit de compteur d'énergie utilisant un microcontrôleur
Ce circuit a deux transformateurs de courant connecté en série avec chaque ligne d'alimentation: phase et neutre. Les valeurs actuelles de ces transformateurs sont envoyées aux ADC du microcontrôleur , puis l'ADC convertit ces valeurs en valeurs numériques, et ainsi le microcontrôleur fait nécessairement des calculs pour trouver la consommation d'énergie. Le Le microcontrôleur est programmé de telle manière que les valeurs de tension et de courant du CAN sont multipliées et intégrées sur une période de temps spécifiée, puis pilotent en conséquence le mécanisme de compteur qui affiche le nombre d'unités consommées (KW) sur une période de temps.
En plus de la mesure d'énergie, ce système fournit également une indication de défaut à la terre en cas de défaut ou de surintensité pouvant survenir dans la ligne neutre ou de terre et fait tourner correctement le Diodes électroluminescentes indication pour la détection de défaut à la terre ainsi que pour chaque consommation d'unité.
Cet article porte sur le circuit du watt-heure et ses principes de fonctionnement. Ceci est également connu sous le nom de compteur d'énergie - qui est utilisé dans le développement kits de projets électriques et électroniques par différentes technologies. Pour toute aide concernant les concepts tels que la falsification du compteur d'énergie et facturation du compteur d'énergie à l'aide de la technologie sans fil , ou commentez dans la section ci-dessous.
Crédits photo:
- Compteur de wattheures par tradeindia
- Compteur d'énergie à induction monophasé par ingénierie
- Compteur d'électricité électronique triphasé par analogique
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