Podle principu fungování elektroměru jej lze v zásadě rozdělit na 8 modulů: napájecí modul, zobrazovací modul, paměťový modul, vzorkovací modul, měřicí modul, komunikační modul, řídicí modul a modul pro zpracování MCU. Každý modul plní své vlastní úkoly prostřednictvím modulu pro zpracování MCU pro jednotnou integraci a koordinaci, které se tak spojují do celku.
1. Napájecí modul elektroměru
Napájecí modul wattmetru je energetickým centrem pro normální provoz wattmetru. Hlavní funkcí napájecího modulu je převod vysokého napětí střídavého proudu 220 V na nízkonapěťový stejnosměrný zdroj napájení DC 12\DC 5 V\DC 3,3 V, který zajišťuje provozní napájení čipu a zařízení ostatních modulů wattmetru. Existují tři běžně používané typy napájecích modulů: transformátory, snižující odpor a kapacita a spínané zdroje.
Typ transformátoru: Napájení AC 220 V se převádí transformátorem na AC 12 V a požadovaný rozsah napětí se dosahuje usměrněním, snížením napětí a regulací napětí. Nízký výkon, vysoká stabilita, snadné elektromagnetické rušení.
Snižující napájecí zdroj s odporem a kapacitou je obvod, který využívá kapacitní reaktanci generovanou kondenzátorem při určité frekvenci střídavého signálu k omezení maximálního provozního proudu. Malá velikost, nízká cena, malý výkon, velká spotřeba energie.
Spínané napájení je zajištěno prostřednictvím výkonových elektronických spínacích zařízení (jako jsou tranzistory, MOS tranzistory, řiditelné tyristory atd.) a řídicím obvodem, takže elektronické spínací zařízení periodicky "zapíná" a "vypíná", takže výkonové elektronické spínací zařízení pulzně moduluje vstupní napětí, čímž se dosáhne převodu napětí a lze nastavit výstupní napětí a provést automatickou regulaci napětí. Nízká spotřeba energie, malé rozměry, široký rozsah napětí, odolnost proti vysokofrekvenčnímu rušení, vysoká cena.
Při vývoji a návrhu elektroměrů se typ napájení určuje v závislosti na požadavcích na funkci produktu, velikosti pouzdra, požadavcích na kontrolu nákladů a požadavcích národní a regionální politiky.
2. Modul displeje elektroměru
Modul displeje měřiče energie se používá hlavně pro odečet spotřeby energie a existuje mnoho typů displejů, včetně digitální trubice, počítadla, běžnéhoLCD, bodový LCD, dotykový LCD atd. Dva způsoby zobrazení, digitální trubice a čítač, mohou zobrazovat pouze jeden typ spotřeby elektřiny. S rozvojem inteligentních sítí je vyžadováno stále více typů elektroměrů pro zobrazení dat o spotřebě. Digitální trubice a čítač nemohou splňovat požadavky inteligentních spotřebičů. LCD je v současnosti běžným zobrazovacím režimem v elektroměrech a v závislosti na složitosti zobrazovaného obsahu se při vývoji a návrhu volí různé typy LCD.
3. Modul úložiště elektroměru
Paměťový modul elektroměru se používá k ukládání parametrů elektroměru, elektřiny a historických dat. Mezi běžně používaná paměťová zařízení patří EEP čipy, feroelektrické čipy a flash čipy. Tyto tři druhy paměťových čipů mají v elektroměru různá uplatnění. Flash je forma flash paměti, která ukládá některá dočasná data, data o křivce zatížení a balíčky pro aktualizaci softwaru.
EEPROM je programovatelná paměť typu „read-only“ s možností živého mazání, která umožňuje uživatelům mazat a přeprogramovávat informace v ní uložené buď v zařízení, nebo prostřednictvím vyhrazeného zařízení. Díky tomu je EEPROM užitečná v situacích, kdy je třeba data často upravovat a aktualizovat. EEPROM lze uložit milionkrát a používá se k ukládání dat o výkonu, jako je množství elektřiny v elektroměru. Doba ukládání může splňovat požadavky na dobu ukládání elektroměru po celou dobu jeho životnosti a cena je nízká.
Feroelektrický čip využívá charakteristiku feroelektrického materiálu k dosažení vysoké rychlosti, nízké spotřeby energie, vysoké spolehlivosti ukládání dat a logických operací s dobou ukládání 1 miliardy; data se po výpadku napájení nevyprázdní, což feroelektrické čipy vyznačuje vysokou hustotou ukládání, vysokou rychlostí a nízkou spotřebou energie. Feroelektrické čipy se většinou používají v elektroměrech k ukládání elektřiny a dalších energetických dat, mají vyšší cenu a používají se pouze v produktech, které vyžadují vysokofrekvenční ukládání slov.
4, modul pro odběr vzorků elektroměru
Vzorkovací modul wattmetru je zodpovědný za převod signálu velkého proudu a signálu velkého napětí na signál malého proudu a signál malého napětí, aby se usnadnila akvizice wattmetru. Běžně používaná zařízení pro vzorkování proudu jsouzkrat, proudový transformátor, Rocheova cívka atd., vzorkování napětí obvykle využívá vysoce přesné parciální vzorkování napětí s odporem.
5, modul měření energie
Hlavní funkcí měřicího modulu je snímání analogového proudu a napětí a převod analogového signálu na digitální; lze jej rozdělit na jednofázový měřicí modul a třífázový měřicí modul.
6. Komunikační modul elektroměru
Komunikační modul měřiče energie je základem pro přenos dat a datovou interakci, základem pro data inteligentní sítě, inteligenci, jemné vědecké řízení a základem pro rozvoj internetu věcí pro dosažení interakce mezi člověkem a počítačem. V minulosti chyběl komunikační režim hlavně infračervený, RS485, ale s rozvojem komunikačních technologií a technologie internetu věcí se výběr komunikačních režimů měřiče energie rozšířil, včetně PLC, RF, RS485, LoRa, Zigbee, GPRS, NB-IoT atd. V závislosti na různých aplikačních scénářích a výhodách a nevýhodách každého komunikačního režimu se vybírá komunikační režim vhodný pro poptávku na trhu.
7. Řídicí modul měřiče výkonu
Řídicí modul wattmetru dokáže efektivně řídit a spravovat zátěž. Běžným způsobem je instalace magnetického přidržovacího relé uvnitř wattmetru. Zátěž je řízena a ovládána pomocí dat o výkonu, řídicího schématu a příkazů v reálném čase. Běžné funkce wattmetru jsou ztělesněny v relé proti nadproudu a přetížení pro realizaci řízení zátěže a ochrany vedení; Časové řízení podle časového intervalu pro řízení zapnutí; V předplacené funkci není kredit dostatečný pro odpojení relé; Funkce dálkového ovládání je realizována odesíláním příkazů v reálném čase.
8, modul pro zpracování MCU měřiče energie
Mozkem wattmetru je MCU, který vypočítává nejrůznější data, transformuje a provádí nejrůznější instrukce a koordinuje jednotlivé moduly tak, aby fungovaly.
Elektroměr je komplexní elektronický měřicí produkt, který integruje několik oblastí elektronických technologií, energetických technologií, technologií měření energie, komunikačních technologií, zobrazovacích technologií, technologií ukládání dat atd. Pro vytvoření stabilního, spolehlivého a přesného watthodinového elektroměru je nutné integrovat každý funkční modul a každou elektronickou technologii do jednoho celku.
Čas zveřejnění: 28. května 2024