Tipos de medidores de energía y sus principios de funcionamiento

Tipos de medidores de energía y sus principios de funcionamiento

Medidor de energía o Medidor de vatios-hora es un instrumento eléctrico que mide la cantidad de energía eléctrica utilizada por los consumidores. Las empresas de servicios públicos son uno de los departamentos eléctricos, que instalan estos instrumentos en todos los lugares como hogares, industrias, organizaciones, edificios comerciales para cobrar por el consumo de electricidad por cargas como luces, ventiladores, refrigerador y otros electrodomésticos .

Medidor de vatios-hora

Medidor de vatios-hora



La unidad básica de potencia son los vatios y se mide con un medidor de vatios. Mil vatios hacen un kilovatio. Si uno usa un kilovatio en una hora de duración, se consume una unidad de energía. Entonces energía metros mida la tensión y las corrientes rápidas, calcule su producto y proporcione potencia instantánea. Esta potencia se integra en un intervalo de tiempo, lo que da la energía utilizada durante ese período de tiempo.




Tipos de medidores de energía

Los contadores de energía se clasifican en dos categorías básicas, tales como:

  • Medidor de inducción de tipo electromecánico
  • Medidor de energía electrónico

Los medidores de energía se clasifican en dos tipos teniendo en cuenta los siguientes factores:



  • Tipos de visualizadores de medidor eléctrico analógico o digital.
  • Tipos de puntos de medida: transmisión secundaria, red, distribución local y primaria.
  • Aplicaciones finales como fines comerciales, industriales y domésticos
  • Aspectos técnicos como monofásicos, trifásicos, alta tensión (HT), baja tensión (LT) y materiales de clase de precisión.

La conexión de suministro eléctrico puede ser fase única o tres fases dependiendo del suministro utilizado por las instalaciones domésticas o comerciales. Particularmente en este artículo, vamos a estudiar sobre los principios de funcionamiento del medidor de energía de tipo de inducción electromecánica monofásico y también sobre el medidor de energía electrónico trifásico a partir de la explicación de dos contadores de energía básicos como se describe abajo.

Medidor de energía de inducción electromecánica monofásico

Es un tipo de medidor de energía antiguo conocido y más común. Consta de un disco de aluminio giratorio colocado sobre un eje entre dos electroimanes. La velocidad de rotación del disco es proporcional a la potencia, y esta potencia se integra mediante el uso de trenes de engranajes y mecanismo contador. Está compuesto por dos electroimanes laminados de acero al silicio: imanes en serie y en derivación.


El imán en serie lleva una bobina que tiene unas pocas vueltas de alambre de espesor conectadas en serie con la línea, mientras que el imán en derivación lleva una bobina con numerosas vueltas de alambre delgado conectadas a través del suministro.



El imán de frenado es una especie de imán permanente que aplica la fuerza opuesta a la rotación normal del disco para mover ese disco en una posición equilibrada y detener el disco mientras se corta la energía.

Medidor de energía de inducción electromecánica monofásico

Medidor de energía de inducción electromecánica monofásico

El imán en serie produce un flujo que es proporcional a la corriente que fluye, y el imán en derivación produce un flujo proporcional al voltaje. Estos dos flujos tienen un retraso de 90 grados debido a la naturaleza inductiva. La interfaz de estos dos campos produce corrientes parásitas en el disco, utilizando una fuerza, que es proporcional al producto del voltaje instantáneo, la corriente y el ángulo de fase entre ellos. Se coloca un imán de frenado sobre un lado del disco, que produce un par de frenado en el disco mediante un campo constante proporcionado mediante el uso de un imán permanente. Siempre que los pares de frenado y de conducción se igualan, la velocidad del disco se estabiliza.

Un eje o eje vertical del disco de aluminio está asociado con la disposición de engranajes que registra un número proporcional a las revoluciones del disco. Esta disposición de engranajes establece el número en una serie de diales e indica la energía consumida a lo largo del tiempo.

Este tipo de medidor de energía es de construcción simple y la precisión es algo menor debido al rastreo y otros campos externos. Un problema principal con este tipo de contadores de energía es su propensión a la manipulación, lo que requiere un sistema de control de energía eléctrica. Estos medidores en serie y en derivación se utilizan ampliamente en aplicaciones domésticas e industriales.

Contadores de energía electrónicos son instrumentos de medición precisos, precisos y fiables en comparación con los medidores de inducción electromecánicos. Cuando se conectan a cargas, consumen menos energía y comienzan a medir instantáneamente. Entonces, el tipo electrónico de medidor de energía trifásico se explica a continuación con su principio de funcionamiento.

Medidor de energía electrónico trifásico

Este medidor puede realizar mediciones de corriente, voltaje y potencia en sistemas de suministro trifásicos. Al usar estos medidores trifásicos, también es posible medir altos voltajes y corrientes usando transductores apropiados. A continuación se muestra uno de los tipos de contadores de energía trifásicos (como ejemplo) que garantiza una medición de energía fiable y precisa en comparación con los contadores electromecánicos.

Medidor de vatios-hora electrónico trifásico

Medidor de energía electrónico trifásico

Utiliza AD7755, un IC de medición de energía monofásico para adquirir y procesar el voltaje de entrada y los parámetros de corriente. El voltaje y las corrientes de la línea eléctrica se clasifican hasta el nivel de la señal utilizando transductores como transformadores de tensión y corriente y dado a ese IC como se muestra en la figura. Estas señales se muestrean y se convierten en digitales, multiplicadas entre sí para obtener la potencia instantánea. Posteriormente, estas salidas digitales se convierten a la frecuencia para impulsar un contador electromecánico. La frecuencia del pulso de salida es proporcional a la potencia instantánea y (en un intervalo dado) proporciona transferencias de energía a la carga para un número particular de pulsos.

El microcontrolador acepta las entradas de los tres circuitos integrados de medición de energía para la medición de energía trifásica y actúa como el cerebro del sistema al realizar todas las operaciones necesarias, como almacenar y recuperar datos de EEPROM , operando el medidor usando botones para ver el consumo de energía, calibrando fases y borrando lecturas y, también maneja la pantalla usando decodificador IC .

Hasta ahora hemos leído sobre los contadores de energía y sus principios de funcionamiento. Para una comprensión más profunda de este concepto, la siguiente descripción sobre el medidor de energía brinda detalles completos del circuito y sus conexiones usando un microcontrolador.

Circuito del medidor de energía con microcontrolador:

La siguiente figura muestra el circuito del medidor de vatios-hora implementado usando Microcontrolador Atmel AVR . Este circuito monitorea y adquiere continuamente los parámetros de voltaje y corriente de la red eléctrica monofásica. El microcontrolador obtiene estos valores de parámetros de un circuito de acondicionamiento de señal, que es impulsado por Circuitos integrados OP-AMP .

Circuito del medidor de vatios-hora con microcontrolador

Circuito del medidor de energía con microcontrolador

Este circuito tiene dos transformadores de corriente conectados en serie con cada línea de suministro: fase y neutro. Los valores de corriente de estos transformadores se envían a los respectivos ADC del microcontrolador , y luego el ADC convierte estos valores en valores digitales, y así el microcontrolador necesariamente hace cálculos para encontrar el consumo de energía. los El microcontrolador está programado de tal manera que los valores de voltaje y corriente del ADC se multipliquen e integren durante un período de tiempo especificado, y luego accionar correspondientemente el mecanismo contador que muestra el número de unidades consumidas (KW) durante un período de tiempo.

Además de la medición de energía, este sistema también proporciona indicación de falla a tierra en caso de cualquier falla o sobrecorriente que pueda ocurrir en la línea neutra o de tierra y enciende apropiadamente el La luz emite diodos indicación para la detección de fallas a tierra así como para cada consumo unitario.

Este artículo trata sobre el circuito del medidor de vatios-hora y sus principios de funcionamiento. Esto también se conoce como medidor de energía, que se utiliza para desarrollar kits de proyectos eléctricos y electrónicos por diferentes tecnologías. Para cualquier ayuda con respecto a conceptos como manipulación del contador de energía y Facturación de contadores de energía mediante tecnología inalámbrica. , o comentar en la sección que figura a continuación.

Créditos fotográficos:

  • Medidor de vatios-hora por Tradeindia
  • Medidor de energía de inducción monofásico por Ingenieria
  • Medidor de electricidad electrónico trifásico de cosa análoga
  • Circuito del medidor de electricidad con microcontrolador por próximo