Secondo il principio di progettazione del contatore di energia, questo può essere sostanzialmente suddiviso in 8 moduli: modulo di alimentazione, modulo di visualizzazione, modulo di accumulo, modulo di campionamento, modulo di misurazione, modulo di comunicazione, modulo di controllo, modulo di elaborazione MUC. Ogni modulo svolge le proprie funzioni tramite il modulo di elaborazione MCU per un'integrazione e un coordinamento unificati, integrandosi in un unico sistema.
1. Modulo di potenza del contatore di energia
Il modulo di alimentazione del misuratore di potenza è il centro di energia per il normale funzionamento del misuratore. La funzione principale del modulo di alimentazione è convertire l'alta tensione di 220 V CA in un alimentatore a bassa tensione CC di 12 V CC, 5 V CC e 3,3 V CC, che fornisce l'alimentazione necessaria al chip e al dispositivo degli altri moduli del misuratore di potenza. Esistono tre tipi di moduli di alimentazione comunemente utilizzati: trasformatori, step-down resistivi e capacitivi e alimentatori switching.
Tipo di trasformatore: l'alimentazione CA 220 viene convertita in CA 12 V tramite il trasformatore e l'intervallo di tensione richiesto viene raggiunto tramite raddrizzamento, riduzione e regolazione della tensione. Basso consumo, elevata stabilità, facile da interferenze elettromagnetiche.
L'alimentatore step-down resistenza-capacità è un circuito che utilizza la reattanza capacitiva generata da un condensatore a una certa frequenza del segnale CA per limitare la corrente massima di esercizio. Dimensioni ridotte, basso costo, bassa potenza, elevato consumo energetico.
L'alimentazione a commutazione avviene tramite dispositivi elettronici di potenza (come transistor, transistor MOS, tiristori controllabili, ecc.), tramite il circuito di controllo, in modo che i dispositivi elettronici di commutazione si "accendano" e "spengano" periodicamente, in modo da modulare a impulsi la tensione di ingresso, in modo da ottenere la conversione della tensione e la tensione di uscita può essere regolata e regolata automaticamente. Basso consumo energetico, dimensioni ridotte, ampio intervallo di tensione, interferenze ad alta frequenza, prezzo elevato.
Nello sviluppo e nella progettazione dei contatori di energia, in base ai requisiti funzionali del prodotto, alle dimensioni della custodia, ai requisiti di controllo dei costi, ai requisiti delle politiche nazionali e regionali per determinare il tipo di alimentazione.
2. Modulo di visualizzazione del contatore di energia
Il modulo di visualizzazione del contatore di energia è utilizzato principalmente per la lettura del consumo di energia e sono disponibili molti tipi di display, tra cui tubo digitale, contatore, ordinarioLCD, LCD a matrice di punti, LCD touch, ecc. I due metodi di visualizzazione, il tubo digitale e il contatore, possono visualizzare solo il consumo di elettricità. Con lo sviluppo delle reti intelligenti, sono sempre più richiesti tipi di contatori elettrici per visualizzare i dati di potenza, il tubo digitale e il contatore non possono soddisfare il processo di potenza intelligente. L'LCD è la modalità di visualizzazione principale negli attuali contatori di energia; a seconda della complessità del contenuto del display, nello sviluppo e nella progettazione si sceglieranno diversi tipi di LCD.
3. Modulo di accumulo del contatore di energia
Il modulo di accumulo del contatore di energia viene utilizzato per memorizzare parametri del contatore, elettricità e dati storici. I dispositivi di memoria comunemente utilizzati sono chip EEP, ferroelettrici e flash; questi tre tipi di chip di memoria hanno diverse applicazioni nei contatori di energia. La memoria flash è un tipo di memoria flash che memorizza dati temporanei, dati sulla curva di carico e pacchetti di aggiornamento software.
Una EEPROM è una memoria di sola lettura programmabile e cancellabile in tempo reale che consente agli utenti di cancellare e riprogrammare le informazioni in essa memorizzate, sia sul dispositivo stesso che tramite un dispositivo dedicato, rendendola utile in scenari in cui i dati devono essere modificati e aggiornati frequentemente. La EEPROM può essere memorizzata 1 milione di volte e viene utilizzata per memorizzare dati energetici, come la quantità di elettricità, nel contatore di energia. I tempi di archiviazione possono soddisfare i requisiti di archiviazione del contatore di energia per l'intero ciclo di vita e il prezzo è contenuto.
Il chip ferroelettrico sfrutta le caratteristiche del materiale ferroelettrico per realizzare un'archiviazione dati e un funzionamento logico ad alta velocità, basso consumo energetico, elevata affidabilità e tempi di archiviazione di 1 miliardo; i dati non vengono svuotati in caso di interruzione di corrente, il che rende i chip ferroelettrici caratterizzati da elevata densità di archiviazione, elevata velocità e basso consumo energetico. I chip ferroelettrici sono utilizzati principalmente nei contatori di energia per memorizzare elettricità e altri dati energetici, il prezzo è più elevato e vengono utilizzati solo in prodotti che richiedono requisiti di archiviazione di parole ad alta frequenza.
4, modulo di campionamento del contatore di energia
Il modulo di campionamento del wattorametro è responsabile della conversione del segnale di corrente elevato e del segnale di tensione elevato in un segnale di corrente ridotto e in un segnale di tensione ridotto per facilitare l'acquisizione dei dati del wattorametro. I dispositivi di campionamento della corrente comunemente utilizzati sono:derivazione, trasformatore di corrente, bobina di Roche, ecc., il campionamento della tensione adotta solitamente un campionamento della tensione parziale della resistenza ad alta precisione.
5, modulo di misurazione del contatore di energia
La funzione principale del modulo di misurazione del misuratore è quella di completare l'acquisizione analogica di corrente e tensione e di convertire l'analogico in digitale; può essere suddiviso in modulo di misurazione monofase e modulo di misurazione trifase.
6. Modulo di comunicazione del contatore di energia
Il modulo di comunicazione del contatore di energia è alla base della trasmissione e dell'interazione dei dati, dei dati delle reti intelligenti, dell'intelligenza artificiale, della gestione scientifica avanzata e dello sviluppo dell'Internet delle cose per raggiungere l'interazione uomo-computer. In passato, la mancanza di modalità di comunicazione era principalmente a infrarossi, ovvero la comunicazione RS485. Con lo sviluppo delle tecnologie di comunicazione, l'Internet delle cose, la scelta delle modalità di comunicazione del contatore di energia è diventata più ampia: PLC, RF, RS485, LoRa, Zigbee, GPRS, NB-IoT, ecc. In base ai diversi scenari applicativi e ai vantaggi e agli svantaggi di ciascuna modalità di comunicazione, viene selezionata la modalità di comunicazione più adatta alle esigenze del mercato.
7. Modulo di controllo del misuratore di potenza
Il modulo di controllo del contatore di energia può controllare e gestire efficacemente il carico di potenza. Il metodo più comune è installare un relè di ritenuta magnetico all'interno del contatore di energia. Il carico di potenza viene gestito e controllato tramite i dati di potenza, lo schema di controllo e i comandi in tempo reale. Le funzioni comuni del contatore di energia sono: relè di disconnessione per sovracorrente e sovraccarico per il controllo del carico e la protezione della linea; controllo del tempo in base al periodo di accensione; nella funzione prepagata, il credito è insufficiente per disconnettere il relè; la funzione di controllo remoto è realizzata tramite l'invio di comandi in tempo reale.
8, modulo di elaborazione MCU del contatore di energia
Il modulo di elaborazione MCU del contatore di wattora è il cervello del contatore di wattora, che calcola tutti i tipi di dati, trasforma ed esegue tutti i tipi di istruzioni e coordina ciascun modulo per svolgere la funzione.
Un contatore di energia è un prodotto di misurazione elettronico complesso, che integra molteplici campi della tecnologia elettronica, della tecnologia energetica, della misurazione della potenza, della comunicazione, della visualizzazione, dell'archiviazione e così via. È necessario integrare ogni modulo funzionale e ogni tecnologia elettronica per formare un insieme completo, al fine di dare vita a un contatore di wattora stabile, affidabile e preciso.
Data di pubblicazione: 28-05-2024