Enerji sistemlərində enerji istehlakının ölçülməsi üçün əsas cihaz kimi, elektrik sayğacının struktur dizaynı onun ölçmə dəqiqliyinə, etibarlılığına və intellekt səviyyəsinə birbaşa təsir göstərir. Müasir elektrik sayğacları adətən enerji məlumatlarını toplamaq, emal etmək və ötürmək üçün birlikdə işləyən çoxsaylı funksional modullardan ibarətdir. Bu məqalə həm mexaniki, həm də elektron baxımdan elektrik sayğacının əsas strukturunu və əsas komponentlərini ətraflı izah edəcəkdir.
Mexanik Elektrik Sayğacının quruluşu
Ənənəvi mexaniki elektrik sayğacları (məsələn, induksiya sayğacları) enerjini ölçmək üçün ilk növbədə elektromaqnit induksiya prinsipinə əsaslanır. Onların əsas strukturuna aşağıdakı komponentlər daxildir:
1.Drive Elementi
Sürücü elementi gərginlik sarğısından və cərəyan bobinindən ibarətdir. Gərginlik sarğısı yüklə paralel olaraq, cari sarğı isə yüklə ardıcıl olaraq bağlanır. Enerji verildikdə, bu iki rulon alüminium dönər masasında hərəkət edən və onun dönməsinə səbəb olan alternativ maqnit sahəsi yaradır.
2. Fırlanan Element
Fırlanan element ilk növbədə alüminium dönər masası və şaftdan ibarətdir. Sürücü elementi tərəfindən yaradılan maqnit sahəsi alüminium döngəni yükün sərf etdiyi enerjiyə mütənasib bir sürətlə fırladır.
3.Əyləc elementi
Əyləc maqniti dönmə masasının fırlanmasının əks istiqamətində əyləc momenti yaradır, sabit sürəti və beləliklə də ölçmə dəqiqliyini təmin edir.
4. Sayğac
Sayğac dişli qatar vasitəsilə fırlanan şafta bağlıdır. O, siferblatın dövrələrinin sayını qeyd edir və bunu enerji istehlakına çevirir (adətən kilovat-saatla (kWh)).
Mexanik sayğaclar sadə və ucuzdur, lakin onlar məhdud dəqiqlik və uzaqdan əlaqə qura bilməmək kimi məhdudiyyətlərdən əziyyət çəkirlər. Onlar tədricən elektron sayğaclarla əvəz olunur.
Elektron sayğacların quruluşu
Elektron sayğaclar rəqəmsal sxemlərdən və mikroprosessor texnologiyasından istifadə edərək daha yüksək ölçmə dəqiqliyi və genişləndirilmiş funksionallıq təklif edir. Onların əsas strukturuna aşağıdakılar daxildir:
1. Gərginlik və cərəyan seçmə sxemləri
Elektron sayğaclar dəqiq rezistor bölücülərdən və ya transformatorlardan istifadə edərək gərginlik və cərəyan siqnallarını toplayır və onları emal üçün uyğun olan aşağı{0}}gərginlikli, aşağı-carə siqnallarına çevirir.
2. Analoq{1}}to-Rəqəmsal Dönüştürücü (ADC)
Nümunələnmiş analoq siqnallar ADC tərəfindən enerji istehlakını daha da hesablamaq üçün mikroprosessor üçün rəqəmsal siqnallara çevrilir.
3. Mikroprosessor (MCU)
Mikroprosessor məlumatların emalı, enerjinin hesablanması, saxlanması və ekrana nəzarət üçün cavabdeh olan elektron sayğacın "beyni"dir. O, güc faktoru və gərginlik dəyişkənliyinin monitorinqi kimi lazım olduqda daha mürəkkəb hesablamalar apara bilər.
4. Ekran Modulu
Elektron elektrik sayğacları adətən enerji istehlakı, gərginlik və cərəyan kimi məlumatları göstərmək üçün maye kristal displeydən (LCD) və ya LED displeyindən istifadə edir. Bəzi yüksək səviyyəli{1}}ölçülər də arxa işıqlandırma və-sətirli displeyləri dəstəkləyir.
5. Rabitə Modulu
Müasir ağıllı sayğaclar RS-485, elektrik xətti daşıyıcısı (PLC), LoRa və NB-IoT kimi rabitə interfeyslərini birləşdirir, sayğacın məsafədən oxunmasını, yükə nəzarəti və şəbəkənin idarə edilməsini dəstəkləyir.
6. Yaddaş vahidi
Elektron sayğaclar enerji məlumatlarının, hadisə jurnallarının və konfiqurasiya parametrlərinin uzun müddətli saxlanması üçün-uçucu olmayan yaddaşda (EEPROM və ya Flash kimi) quraşdırılmışdır ki, bu da elektrik enerjisinin kəsilməsi zamanı məlumatların itirilməməsini təmin edir.
7. Enerji təchizatı modulu
Elektron elektrik sayğacları adətən köməkçi enerji təchizatından (məsələn, transformator və ya keçid enerji təchizatı) istifadə edir. Bəzi modellər elektrik kəsilməsi zamanı əsas funksionallığı təmin etmək üçün birbaşa ölçmə xəttindən enerji çəkə bilər.
Elektrik sayğaclarının xüsusi növlərinin struktur xüsusiyyətləri
1.Ön ödənişli sayğaclar
Elektron sayğaclara əsaslanan bu sayğaclar IC kartı və ya radiotezlik (RF) rabitə modulunu özündə birləşdirir ki, bu da istifadəçilərə istifadə etməzdən əvvəl elektrik enerjisini almağa və elektrik enerjisinin oğurlanmasının qarşısını almaq üçün şifrələmədən istifadə etməyə imkan verir.
2.Multi-Funksiya Ölçüləri
Əsas enerji ölçülməsinə əlavə olaraq, bu sayğaclar həm də harmonik analiz, tələbat statistikası və nasazlıqların qeydini təklif edir ki, bu da onları sənaye və kommersiya istifadəçiləri üçün uyğun edir.
3.Ağıllı Sayğaclar
Ağıllı sayğaclar elektron sayğacların təkmilləşdirilmiş versiyasıdır və iki{0}}istiqamətli rabitəni, elektrik enerjisinin qiymətinə real- reaksiya və avtomatlaşdırılmış şəbəkə idarəetməsini dəstəkləmək üçün Əşyaların İnterneti (IoT) texnologiyasını inteqrasiya edir.
Xülasə
Elektrik sayğaclarının struktur dizaynı texnoloji irəliləyişlərlə, mexaniki sayğaclardan elektron sayğaclara qədər inkişaf etmişdir. Onların əsas prinsipləri həmişə dəqiq ölçmə, etibarlı əməliyyat və ağıllı idarəetmə olmuşdur. Gələcəkdə Enerji İnternetinin inkişafı ilə elektrik sayğacları süni intellekt və böyük verilənlərin analitikasını daha da birləşdirərək smart şəbəkənin əsas qovşaqlarına çevriləcək. Elektrik sayğaclarının strukturunu başa düşmək təkcə texniki xidmət və nasazlıqların aradan qaldırılmasını asanlaşdırmır, həm də yeni enerji sistemlərinin tikintisinin əsasını qoyur.