Medidor de energia ou Medidor de watts-hora é um instrumento elétrico que mede a quantidade de energia elétrica utilizada pelos consumidores. Utilities são um dos departamentos elétricos, que instalam esses instrumentos em todos os lugares como residências, indústrias, organizações, edifícios comerciais para cobrar pelo consumo de eletricidade por cargas como luzes, ventiladores, geladeira e outros eletrodomésticos .

Medidor de watts-hora

A unidade básica de energia é watts e é medida usando um medidor de watt. Mil watts equivalem a um quilowatt. Se usarmos um quilowatt na duração de uma hora, uma unidade de energia será consumida. Então energia metros meça a tensão e as correntes rápidas, calcule seu produto e dê potência instantânea. Essa energia é integrada em um intervalo de tempo, o que fornece a energia utilizada durante esse período.

Tipos de medidores de energia

Os medidores de energia são classificados em duas categorias básicas, tais como:

Medidor de indução do tipo eletromecânico
Medidor de energia eletrônico

Os medidores de energia são classificados em dois tipos, levando em consideração os seguintes fatores:

Tipos de displays analógicos ou medidores elétricos digitais.
Tipos de pontos de medição: transmissão secundária, rede, distribuição local e primária.
Aplicações finais como uso comercial, industrial e doméstico
Aspectos técnicos como fases monofásicas, três fases, alta tensão (HT), baixa tensão (LT) e materiais de classe de precisão.

A conexão de fornecimento de eletricidade pode ser Fase única ou trifásico dependendo do abastecimento utilizado pelas instalações domésticas ou comerciais. Particularmente neste artigo, vamos estudar sobre os princípios de funcionamento do medidor de energia do tipo indução eletromecânica monofásica e também sobre o medidor de energia eletrônico trifásico a partir da explicação de dois medidores básicos de energia como descrito abaixo.

Medidor de energia de indução eletromecânica monofásica

É um tipo bem conhecido e mais comum de medidor de energia antigo. É composto por um disco giratório de alumínio colocado em um eixo entre dois eletroímãs. A velocidade de rotação do disco é proporcional à potência, e essa potência é integrada pelo uso de trens de engrenagens e mecanismo contador. É feito de dois eletroímãs laminados de aço silício: ímãs shunt e série.

O ímã em série carrega uma bobina com algumas voltas de fio de espessura conectada em série com a linha, enquanto o ímã em derivação carrega uma bobina com várias voltas de fio fino conectadas à alimentação.

O ímã de frenagem é um tipo de ímã permanente que aplica a força oposta à rotação normal do disco para movê-lo em uma posição equilibrada e parar o disco enquanto a energia é desligada.

Medidor de energia de indução eletromecânica monofásica

O ímã em série produz um fluxo que é proporcional à corrente de fluxo e o ímã em derivação produz um fluxo proporcional à tensão. Esses dois fluxos apresentam defasagem de 90 graus devido à natureza indutiva. A interface desses dois campos produz corrente parasita no disco, utilizando uma força, que é proporcional ao produto da tensão instantânea, da corrente e do ângulo de fase entre eles. Um ímã de frenagem é colocado sobre um lado do disco, o que produz um torque de frenagem no disco por um campo constante fornecido pelo uso de um ímã permanente. Sempre que os torques de frenagem e direção tornam-se iguais, a velocidade do disco torna-se estável.

“lâmpada led cree xml t6 ”

Um eixo ou fuso vertical do disco de alumínio está associado à disposição da engrenagem que registra um número proporcional às revoluções do disco. Este arranjo de engrenagem define o número em uma série de mostradores e indica a energia consumida ao longo do tempo.

Este tipo de medidor de energia é de construção simples e a precisão é um pouco menor devido a rastejamento e outros campos externos. O principal problema com esses tipos de medidores de energia é sua tendência a adulteração, o que exige um sistema de monitoramento de energia elétrica. Esses medidores de série e tipo shunt são amplamente usados em aplicações domésticas e industriais.

Medidores de energia eletronica são instrumentos de medição exatos, precisos e confiáveis quando comparados aos medidores de indução eletromecânicos. Quando conectados a cargas, eles consomem menos energia e começam a medir instantaneamente. Assim, o tipo eletrônico de medidor de energia trifásico é explicado abaixo com seu princípio de funcionamento.

Medidor de energia eletrônico trifásico

Este medidor é capaz de realizar medições de corrente, tensão e potência em sistemas de alimentação trifásicos. Usando esses medidores trifásicos, também é possível medir altas tensões e correntes usando transdutores apropriados. Um dos tipos de medidores de energia trifásicos é mostrado abaixo (dado como exemplo) que garante uma medição de energia confiável e precisa em comparação com os medidores eletromecânicos.

Medidor eletrônico trifásico de watts-hora

Medidor de energia eletrônico trifásico

Ele usa AD7755, um IC monofásico de medição de energia para adquirir e processar a tensão de entrada e os parâmetros de corrente. A tensão e as correntes da linha de energia são avaliadas abaixo do nível do sinal usando transdutores como transformadores de tensão e corrente e dado a esse IC conforme mostrado na figura. Esses sinais são amostrados e convertidos em digitais, multiplicados um pelo outro para obter a potência instantânea. Posteriormente, essas saídas digitais são convertidas para a frequência para acionar um contador eletromecânico. A taxa de freqüência do pulso de saída é proporcional à potência instantânea e (em um determinado intervalo) dá transferências de energia para a carga para um determinado número de pulsos.

O microcontrolador aceita as entradas de todos os três CIs de medição de energia para medição de energia trifásica e atua como o cérebro do sistema, realizando todas as operações necessárias, como armazenar e recuperar dados de EEPROM , operando o medidor usando botões para visualizar o consumo de energia, calibrando fases e limpando leituras e, também aciona o display usando decodificador IC .

Até agora, lemos sobre os medidores de energia e seus princípios de funcionamento. Para uma compreensão mais profunda deste conceito, a descrição a seguir sobre o medidor de energia fornece detalhes completos do circuito e suas conexões usando um microcontrolador.

Circuito de medidor de energia usando microcontrolador:

A figura abaixo mostra o circuito do medidor de watt-hora implementado usando Microcontrolador Atmel AVR . Este circuito monitora e adquire continuamente os parâmetros de tensão e corrente da alimentação monofásica da rede elétrica. O microcontrolador obtém esses valores de parâmetro de um circuito de condicionamento de sinal, que é conduzido por ICs OP-AMP .

Circuito de medidor de watt-hora usando microcontrolador

Circuito de medidor de energia usando microcontrolador

Este circuito tem dois transformadores de corrente conectado em série com cada linha de alimentação: fase e neutro. Os valores de corrente desses transformadores são enviados para os respectivos ADC do microcontrolador , e então o ADC converte esses valores em valores digitais e, portanto, o microcontrolador faz necessariamente cálculos para encontrar o consumo de energia. O O microcontrolador está programado de tal forma que os valores de tensão e corrente do ADC são multiplicados e integrados ao longo de um período de tempo especificado e, em seguida, aciona correspondentemente o mecanismo de contador que exibe o número de unidades consumidas (KWs) ao longo de um período de tempo.

Além da medição de energia, este sistema também fornece indicação de falha de aterramento em caso de qualquer falha ou sobrecorrente que possa ocorrer no neutro ou linha de aterramento e transforma o Diodos emissores de luz indicação para detecção de falta à terra, bem como para cada consumo da unidade.

Este artigo é sobre o circuito do medidor de watt-hora e seus princípios de funcionamento. Isso também é conhecido como medidor de energia, que é usado no desenvolvimento kits de projetos elétricos e eletrônicos por diferentes tecnologias. Para qualquer ajuda em relação aos conceitos como adulteração de medidor de energia e faturamento do medidor de energia usando tecnologia sem fio , ou comentário na seção fornecida abaixo.

Créditos fotográficos: