Gemäß dem Funktionsprinzip des Energiezählers kann dieser grundsätzlich in acht Module unterteilt werden: Leistungsmodul, Anzeigemodul, Speichermodul, Probenahmemodul, Messmodul, Kommunikationsmodul, Steuermodul und MUC-Verarbeitungsmodul. Jedes Modul erfüllt seine eigenen Aufgaben durch ein MCU-Verarbeitungsmodul zur einheitlichen Integration und Koordination und fügt sich zu einem Ganzen zusammen.
1. Leistungsmodul des Energiezählers
Das Leistungsmodul des Leistungsmessers ist die Energiezentrale für den normalen Betrieb des Leistungsmessers. Die Hauptfunktion des Leistungsmoduls besteht darin, die Hochspannung von 220 V Wechselstrom in eine Gleichstrom-Niederspannungsversorgung von 12 V Gleichstrom, 5 V Gleichstrom und 3,3 V Gleichstrom umzuwandeln, die die Arbeitsstromversorgung für den Chip und die Geräte der anderen Module des Leistungsmessers bereitstellt. Drei Arten von Leistungsmodulen werden üblicherweise verwendet: Transformatoren, Widerstands-Kapazitäts-Abwärtswandler und Schaltnetzteile.
Transformatortyp: Die AC 220-Stromversorgung wird durch den Transformator in AC 12 V umgewandelt, und der erforderliche Spannungsbereich wird durch Gleichrichtung, Spannungsreduzierung und Spannungsregelung erreicht. Geringe Leistung, hohe Stabilität, leicht zu elektromagnetischen Störungen.
Ein Widerstands-Kapazitäts-Abwärtsnetzteil ist eine Schaltung, die die von einem Kondensator bei einer bestimmten Frequenz eines Wechselstromsignals erzeugte kapazitive Reaktanz nutzt, um den maximalen Betriebsstrom zu begrenzen. Geringe Größe, niedrige Kosten, geringe Leistung, hoher Stromverbrauch.
Die Schaltstromversorgung erfolgt über die leistungselektronischen Schaltgeräte (wie Transistoren, MOS-Transistoren, steuerbare Thyristoren usw.) und über die Steuerschaltung, sodass die elektronischen Schaltgeräte periodisch „ein“ und „aus“ geschaltet werden. Dadurch modulieren die leistungselektronischen Schaltgeräte die Eingangsspannung pulsweise, um eine Spannungsumwandlung zu erreichen und die Ausgangsspannung anzupassen sowie eine automatische Spannungsregelungsfunktion zu ermöglichen. Niedriger Stromverbrauch, geringe Größe, großer Spannungsbereich, hochfrequente Störungen, hoher Preis.
Bei der Entwicklung und Konstruktion von Energiezählern wird die Art der Stromversorgung anhand der Anforderungen an die Produktfunktion, der Gehäusegröße, der Kostenkontrollanforderungen sowie der nationalen und regionalen politischen Anforderungen bestimmt.
2. Energiezähler-Anzeigemodul
Das Energiezähler-Anzeigemodul wird hauptsächlich zum Ablesen des Stromverbrauchs verwendet und es gibt viele Arten von Anzeigen, darunter digitale Röhren, Zähler, gewöhnlicheLCD, Punktmatrix-LCD, Touch-LCD usw. Die beiden Anzeigemethoden Digitalröhre und Zähler können jeweils nur den Stromverbrauch anzeigen. Mit der Entwicklung intelligenter Stromnetze werden immer mehr Arten von Stromzählern zur Anzeige von Stromdaten benötigt. Digitalröhre und Zähler können den Prozess intelligenter Stromversorgung nicht erfüllen. LCD ist der gängige Anzeigemodus bei aktuellen Stromzählern. Je nach Komplexität des Anzeigeinhalts werden bei Entwicklung und Design unterschiedliche LCD-Typen ausgewählt.
3. Energiezähler-Speichermodul
Das Speichermodul des Energiezählers dient zur Speicherung von Zählerparametern, Strom- und Verlaufsdaten. Häufig verwendete Speicherbausteine sind EEP-Chips, Ferroelektrika und Flash-Chips. Diese drei Arten von Speicherchips haben unterschiedliche Anwendungen im Energiezähler. Flash ist eine Form von Flash-Speicher, der temporäre Daten, Lastkurvendaten und Software-Upgrade-Pakete speichert.
Ein EEPROM ist ein löschbarer, programmierbarer Nur-Lese-Speicher, der es Benutzern ermöglicht, gespeicherte Informationen entweder auf dem Gerät oder über ein dediziertes Gerät zu löschen und neu zu programmieren. Dies macht EEPROMs in Szenarien nützlich, in denen Daten häufig geändert und aktualisiert werden müssen. EEPROMs können 1 Million Mal gespeichert werden und dienen zur Speicherung von Leistungsdaten wie der Strommenge im Energiezähler. Die Speicherzeiten entsprechen den Speicherzeitanforderungen des Energiezählers über den gesamten Lebenszyklus und sind günstig.
Ferroelektrische Chips nutzen die Eigenschaften ferroelektrischen Materials, um eine schnelle, stromsparende und zuverlässige Datenspeicherung sowie logische Operationen mit einer Speicherzeit von einer Milliarde zu ermöglichen. Die Daten bleiben bei einem Stromausfall erhalten, was ferroelektrische Chips eine hohe Speicherdichte, hohe Geschwindigkeit und einen geringen Energieverbrauch ermöglicht. Ferroelektrische Chips werden hauptsächlich in Energiezählern zur Speicherung von Strom und anderen Leistungsdaten eingesetzt. Sie sind teurer und werden nur in Produkten verwendet, die eine hohe Wortfrequenzspeicherung erfordern.
4. Energiezähler-Abtastmodul
Das Abtastmodul des Wattstundenzählers ist für die Umwandlung des großen Stromsignals und des großen Spannungssignals in das kleine Stromsignal und das kleine Spannungssignal verantwortlich, um die Erfassung des Wattstundenzählers zu erleichtern. Die üblicherweise verwendeten Stromabtastgeräte sindShunt, Stromwandler, Roche-Spule usw., die Spannungsabtastung erfolgt normalerweise über eine hochpräzise Widerstands-Partialspannungsabtastung.
5, Energiezähler-Messmodul
Die Hauptfunktion des Messmoduls besteht darin, die analoge Strom- und Spannungserfassung abzuschließen und das Analoge in ein Digitalsignal umzuwandeln. Es kann in ein einphasiges Messmodul und ein dreiphasiges Messmodul unterteilt werden.
6. Energiezähler-Kommunikationsmodul
Das Kommunikationsmodul für Energiezähler bildet die Grundlage für Datenübertragung und Dateninteraktion, für Smart-Grid-Daten, Intelligenz und wissenschaftliches Feinmanagement sowie für die Entwicklung des Internets der Dinge zur Erzielung einer Mensch-Computer-Interaktion. Frühere Kommunikationsmodi waren hauptsächlich Infrarot und RS485. Mit der Entwicklung der Kommunikationstechnologie und der Technologie des Internets der Dinge ist die Auswahl an Kommunikationsmodi für Energiezähler umfangreich geworden: PLC, RF, RS485, LoRa, Zigbee, GPRS, NB-IoT usw. Je nach Anwendungsszenarien und den Vor- und Nachteilen der einzelnen Kommunikationsmodi wird der für die Marktnachfrage geeignete Kommunikationsmodus ausgewählt.
7. Leistungsmesser-Steuermodul
Das Steuermodul des Stromzählers kann die Stromlast effektiv steuern und verwalten. Üblicherweise wird ein magnetisches Halterelais im Stromzähler installiert. Die Stromlast wird über Stromdaten, Steuerungsschema und Echtzeitbefehle gesteuert und kontrolliert. Zu den gängigen Funktionen des Energiezählers gehören das Überstrom- und Überlasttrennrelais zur Lastregelung und zum Leitungsschutz; die Zeitsteuerung entspricht der Einschaltdauer; bei der Prepaid-Funktion reicht das Guthaben nicht aus, um das Relais zu trennen; die Fernsteuerung erfolgt durch Senden von Befehlen in Echtzeit.
8, Energiezähler-MCU-Verarbeitungsmodul
Das MCU-Verarbeitungsmodul des Wattstundenzählers ist das Gehirn des Wattstundenzählers, das alle Arten von Daten berechnet, alle Arten von Anweisungen transformiert und ausführt und jedes Modul koordiniert, um die Funktion zu erreichen.
Ein Energiezähler ist ein komplexes elektronisches Messprodukt, das mehrere Bereiche der elektronischen Technologie, Energietechnik, Leistungsmesstechnik, Kommunikationstechnologie, Anzeigetechnologie, Speichertechnologie usw. vereint. Um einen stabilen, zuverlässigen und genauen Wattstundenzähler zu erhalten, müssen alle Funktionsmodule und alle elektronischen Technologien zu einem Gesamtbild integriert werden.
Veröffentlichungszeit: 28. Mai 2024