Volgens het werkprincipe van de energiemeter kan deze in principe worden onderverdeeld in 8 modules: een vermogensmodule, een displaymodule, een opslagmodule, een bemonsteringsmodule, een meetmodule, een communicatiemodule, een besturingsmodule en een MUC-verwerkingsmodule. Elke module vervult zijn eigen taken via een MCU-verwerkingsmodule voor uniforme integratie en coördinatie, die samen één geheel vormen.
1. Vermogensmodule van de energiemeter
De vermogensmodule van de vermogensmeter is het energiecentrum voor de normale werking van de vermogensmeter. De belangrijkste functie van de vermogensmodule is het omzetten van de hoogspanning van 220 V wisselstroom naar een laagspanningsgelijkstroomvoeding van 12 V/5 V/3,3 V, die de chip en het apparaat van de andere modules van de vermogensmeter van stroom voorziet. Er worden drie soorten vermogensmodules gebruikt: transformatoren, weerstand-capaciteit-verlagende voedingen en schakelende voedingen.
Transformatortype: De AC 220-voeding wordt via de transformator omgezet in AC 12V, en het vereiste spanningsbereik wordt bereikt door middel van gelijkrichting, spanningsverlaging en spanningsregeling. Laag vermogen, hoge stabiliteit, gemakkelijk te beïnvloeden door elektromagnetische interferentie.
Een weerstand-capaciteit step-down voeding is een schakeling die de capacitieve reactantie gebruikt die door een condensator wordt gegenereerd bij een bepaalde frequentie van een wisselstroomsignaal om de maximale bedrijfsstroom te beperken. Klein formaat, lage kosten, laag vermogen, hoog stroomverbruik.
Schakelende voedingen worden geleverd via vermogenselektronica (zoals transistors, MOS-transistoren, regelbare thyristors, enz.) en via het regelcircuit, waardoor de elektronische schakelapparaten periodiek worden in- en uitgeschakeld. De ingangsspanning kan worden gepulst door de vermogenselektronica, waardoor spanningsconversie en uitgangsspanning kunnen worden aangepast en de automatische spanningsregelingsfunctie kan worden gebruikt. Laag stroomverbruik, klein formaat, breed spanningsbereik, hoogfrequente interferentie en hoge prijs.
Bij de ontwikkeling en het ontwerp van energiemeters moet worden bepaald welk type voeding nodig is, rekening houdend met de functionele eisen van het product, de omvang van de behuizing, eisen op het gebied van kostenbeheersing en nationale en regionale beleidseisen.
2. Energiemeter displaymodule
De energiemeterdisplaymodule wordt voornamelijk gebruikt voor het aflezen van het stroomverbruik. Er zijn veel soorten displays, waaronder digitale buizen, tellerdisplays en gewone displays.LCD, dot matrix LCD, touch LCD, enz. De twee weergavemethoden, digitale buis en teller, kunnen slechts één weergave van het elektriciteitsverbruik weergeven. Met de ontwikkeling van slimme netwerken zijn er steeds meer soorten elektriciteitsmeters nodig om energiegegevens weer te geven. Digitale buis en teller kunnen niet voldoen aan het proces van intelligente energie. LCD is de belangrijkste weergavemodus in de huidige energiemeter. Afhankelijk van de complexiteit van de weergave-inhoud worden bij de ontwikkeling en het ontwerp verschillende soorten LCD gekozen.
3. Energiemeteropslagmodule
De opslagmodule voor energiemeters wordt gebruikt om meterparameters, elektriciteit en historische gegevens op te slaan. Veelgebruikte geheugenapparaten zijn EEP-chips, ferro-elektrische chips en flash-chips. Deze drie soorten geheugenchips hebben verschillende toepassingen in de energiemeter. Flash is een vorm van flashgeheugen die tijdelijke gegevens, belastingscurvegegevens en software-upgradepakketten opslaat.
Een EEPROM is een live wisbaar programmeerbaar read-only geheugen (READ) waarmee gebruikers informatie die erin is opgeslagen, kunnen wissen en herprogrammeren, zowel op het apparaat zelf als via een speciaal apparaat. Dit maakt een EEPROM nuttig in situaties waarin gegevens regelmatig moeten worden gewijzigd en bijgewerkt. Een EEPROM kan 1 miljoen keer worden opgeslagen en wordt gebruikt om vermogensgegevens, zoals de elektriciteitshoeveelheid, in de energiemeter op te slaan. De opslagduur voldoet aan de opslagvereisten van de energiemeter gedurende de gehele levenscyclus en de prijs is laag.
Ferro-elektrische chips maken gebruik van de eigenschappen van ferro-elektrisch materiaal om hoge snelheid, laag stroomverbruik, zeer betrouwbare gegevensopslag en logische werking te realiseren, met opslagtijden van 1 miljard. De gegevens worden niet gewist na een stroomstoring, waardoor ferro-elektrische chips een hoge opslagdichtheid, hoge snelheid en een laag energieverbruik hebben. Ferro-elektrische chips worden meestal gebruikt in energiemeters om elektriciteit en andere vermogensgegevens op te slaan. De prijs is hoger en ze worden alleen gebruikt in producten die een hoogfrequente woordopslag vereisen.
4. Energiemeter bemonsteringsmodule
De bemonsteringsmodule van de kWh-meter is verantwoordelijk voor het omzetten van het grote stroomsignaal en het grote spanningssignaal naar het kleine stroomsignaal en het kleine spanningssignaal om de acquisitie van de kWh-meter te vergemakkelijken. De meest gebruikte stroombemonsteringsapparaten zijn:shunt, stroomtransformator, Roche-spoel, enz., bij spanningsbemonstering wordt doorgaans gebruikgemaakt van zeer nauwkeurige weerstandsgedeeltelijke spanningsbemonstering.
5, energiemeter meetmodule
De hoofdfunctie van de metermodule is het uitvoeren van analoge stroom- en spanningsregistratie en het omzetten van analoog naar digitaal. Deze module kan worden onderverdeeld in een eenfasemeetmodule en een driefasemeetmodule.
6. Energiemetercommunicatiemodule
De communicatiemodule voor energiemeters vormt de basis voor datatransmissie en data-interactie, de basis voor slimme netwerkgegevens, intelligentie, nauwkeurig wetenschappelijk beheer en de ontwikkeling van het Internet of Things (IoT) om interactie tussen mens en computer te bewerkstelligen. Vroeger bestonden de communicatiemodi voornamelijk uit infrarood en RS485. Met de ontwikkeling van communicatietechnologie en IoT-technologie is de keuze voor communicatiemodi voor energiemeters uitgebreid, zoals PLC, RF, RS485, LoRa, Zigbee, GPRS, NB-IoT, enz. Afhankelijk van de verschillende toepassingsscenario's en de voor- en nadelen van elke communicatiemodus, wordt de communicatiemodus geselecteerd die het beste aansluit bij de marktvraag.
7. Besturingsmodule voor vermogensmeter
De regelmodule van de vermogensmeter kan de vermogensbelasting effectief regelen en beheren. De gebruikelijke manier is om een magnetisch houdrelais in de vermogensmeter te installeren. Door middel van vermogensgegevens, een regelschema en realtime commando's wordt de vermogensbelasting beheerd en aangestuurd. De algemene functies van de energiemeter zijn onder andere: overstroom- en overbelastingsrelais voor lastregeling en lijnbeveiliging; tijdregeling op basis van de tijdsduur voor inschakeling; bij prepaid-gebruik is het tegoed onvoldoende om het relais uit te schakelen; de afstandsbedieningsfunctie wordt gerealiseerd door het verzenden van realtime commando's.
8, energiemeter MCU-verwerkingsmodule
De MCU-verwerkingsmodule van de kWh-meter is het brein van de kWh-meter. Deze berekent allerlei soorten gegevens, transformeert en voert allerlei soorten instructies uit en coördineert elke module om de functie te realiseren.
Energiemeters zijn complexe elektronische meetinstrumenten die meerdere gebieden van elektronische technologie, vermogenstechnologie, vermogensmeettechnologie, communicatietechnologie, displaytechnologie, opslagtechnologie, enzovoort, integreren. Het is noodzakelijk om elke functionele module en elke elektronische technologie te integreren tot een compleet geheel om een stabiele, betrouwbare en nauwkeurige kWh-meter te creëren.
Geplaatst op: 28 mei 2024