Selon son principe de fonctionnement, le compteur d'énergie est divisé en huit modules : module de puissance, module d'affichage, module de stockage, module d'échantillonnage, module de mesure, module de communication, module de contrôle et module de traitement MUC. Chaque module assure ses propres fonctions grâce au module de traitement MCU, assurant ainsi une intégration et une coordination unifiées, formant ainsi un tout.
1. Module de puissance du compteur d'énergie
Le module d'alimentation du wattmètre est le centre énergétique nécessaire à son fonctionnement normal. Sa fonction principale est de convertir la haute tension alternative de 220 V en une alimentation basse tension continue de 12 V CC, 5 V CC et 3,3 V CC, alimentant ainsi la puce et les autres modules du wattmètre. Trois types de modules d'alimentation sont couramment utilisés : les transformateurs, les abaisseurs de tension à résistance et capacité et les alimentations à découpage.
Type de transformateur : L'alimentation CA 220 V est convertie en CA 12 V grâce à un transformateur, permettant d'atteindre la plage de tension requise en redressement, abaissement et régulation de tension. Faible consommation, grande stabilité et faible interférence électromagnétique.
Un abaisseur de tension à résistance-capacité est un circuit qui utilise la réactance capacitive générée par un condensateur sous une certaine fréquence du signal alternatif pour limiter le courant de fonctionnement maximal. Compact, économique, faible consommation d'énergie et grande consommation.
L'alimentation à découpage utilise des dispositifs de commutation électroniques de puissance (transistors, transistors MOS, thyristors contrôlables, etc.) et un circuit de commande. Ces dispositifs commutent et désactivent périodiquement la tension d'entrée, ce qui permet de moduler la tension d'entrée par impulsions, de réaliser la conversion de tension et d'ajuster la tension de sortie, ainsi que la régulation automatique de la tension. Faible consommation d'énergie, faible encombrement, large plage de tension, hautes fréquences parasites et prix élevé.
Lors du développement et de la conception des compteurs d'énergie, en fonction des exigences fonctionnelles du produit, de la taille du boîtier, des exigences de contrôle des coûts, des exigences des politiques nationales et régionales, il faut déterminer le type d'alimentation électrique.
2. Module d'affichage du compteur d'énergie
Le module d'affichage du compteur d'énergie est principalement utilisé pour lire la consommation d'énergie, et il existe de nombreux types d'affichage, notamment un tube numérique, un compteur, un affichage ordinaireécran LCD, écran LCD à matrice de points, écran LCD tactile, etc. Les deux modes d'affichage, tube numérique et compteur, ne permettent qu'un seul affichage de la consommation électrique. Avec le développement des réseaux intelligents, de plus en plus de types de compteurs électriques sont requis pour afficher les données de puissance. Les tubes numériques et les compteurs ne peuvent donc pas répondre aux exigences de l'énergie intelligente. L'écran LCD est le mode d'affichage le plus répandu dans les compteurs d'énergie actuels. Différents types d'écran LCD seront choisis lors du développement et de la conception, en fonction de la complexité du contenu d'affichage.
3. Module de stockage du compteur d'énergie
Le module de stockage du compteur d'énergie permet de stocker les paramètres du compteur, l'électricité et l'historique des données. Les mémoires les plus couramment utilisées sont les puces EEP, les puces ferroélectriques et les puces Flash. Ces trois types de puces ont des applications différentes dans les compteurs d'énergie. La mémoire Flash stocke des données temporaires, des données de courbe de charge et des packages de mise à jour logicielle.
Une EEPROM est une mémoire morte programmable et effaçable à chaud qui permet aux utilisateurs d'effacer et de reprogrammer les informations qu'elle contient, directement sur l'appareil ou via un dispositif dédié. Elle est donc utile lorsque les données doivent être fréquemment modifiées et mises à jour. L'EEPROM peut être stockée jusqu'à un million de fois et sert à stocker des données de puissance, telles que la quantité d'électricité, dans le compteur d'énergie. Sa durée de stockage permet de répondre aux exigences du compteur d'énergie tout au long de son cycle de vie, et son prix est abordable.
Les puces ferroélectriques utilisent les caractéristiques des matériaux ferroélectriques pour un stockage de données et des opérations logiques rapides, à faible consommation d'énergie et hautement fiables, avec une durée de stockage d'un milliard de données. Les données ne sont pas effacées après une panne de courant, ce qui confère aux puces ferroélectriques une densité de stockage élevée, une vitesse élevée et une faible consommation d'énergie. Elles sont principalement utilisées dans les compteurs d'énergie pour stocker l'électricité et d'autres données énergétiques. Leur prix est élevé et elles sont réservées aux produits nécessitant un stockage de mots haute fréquence.
4, module d'échantillonnage de compteur d'énergie
Le module d'échantillonnage du wattheuremètre convertit les signaux de courant et de tension importants en signaux de courant et de tension faibles afin de faciliter l'acquisition des données. Les dispositifs d'échantillonnage de courant couramment utilisés sont :shunter, transformateur de courant, Bobine Roche, etc., l'échantillonnage de tension adopte généralement un échantillonnage de tension partielle de résistance de haute précision.
5, module de mesure du compteur d'énergie
La fonction principale du module de mesure du compteur est de compléter l'acquisition analogique du courant et de la tension et de convertir l'analogique en numérique ; Il peut être divisé en module de mesure monophasé et module de mesure triphasé.
6. Module de communication du compteur d'énergie
Le module de communication des compteurs d'énergie est à la base de la transmission et de l'interaction des données, de l'intelligence artificielle, de la gestion scientifique fine et du développement de l'Internet des objets (IoT) pour l'interaction homme-machine. Auparavant, les principaux modes de communication étaient l'infrarouge et le RS485. Avec le développement des technologies de communication et de l'IoT, le choix des modes de communication des compteurs d'énergie s'est élargi : PLC, RF, RS485, LoRa, Zigbee, GPRS, NB-IoT, etc. En fonction des différents scénarios d'application et des avantages et inconvénients de chaque mode de communication, le mode de communication adapté à la demande du marché est sélectionné.
7. Module de contrôle du wattmètre
Le module de contrôle du compteur d'énergie permet de contrôler et de gérer efficacement la charge électrique. La méthode courante consiste à installer un relais de maintien magnétique à l'intérieur du compteur. Grâce aux données de puissance, au schéma de contrôle et aux commandes en temps réel, la charge est gérée et contrôlée. Les fonctions courantes du compteur d'énergie sont : le relais de déconnexion en cas de surintensité et de surcharge, pour le contrôle de la charge et la protection de la ligne ; la temporisation en fonction de la durée de mise sous tension ; en mode prépayé, lorsque le crédit est insuffisant pour déconnecter le relais ; la commande à distance, par l'envoi de commandes en temps réel.
8, module de traitement MCU du compteur d'énergie
Le module de traitement MCU du wattmètre est le cerveau du wattmètre, qui calcule toutes sortes de données, transforme et exécute toutes sortes d'instructions et coordonne chaque module pour réaliser la fonction.
Un compteur d'énergie est un produit de mesure électronique complexe, intégrant de multiples domaines de la technologie électronique, de l'énergie, de la mesure de puissance, de la communication, de l'affichage, du stockage, etc. L'intégration de chaque module fonctionnel et de chaque technologie électronique est nécessaire pour former un ensemble complet afin de créer un compteur d'énergie stable, fiable et précis.
Date de publication : 28 mai 2024