De acordo com o princípio de funcionamento do medidor de energia, ele pode ser basicamente dividido em 8 módulos: módulo de potência, módulo de exibição, módulo de armazenamento, módulo de amostragem, módulo de medição, módulo de comunicação, módulo de controle e módulo de processamento MUC. Cada módulo desempenha suas próprias funções através do módulo de processamento MCU para integração e coordenação unificadas, unindo-as em um todo.
1. Módulo de potência do medidor de energia
O módulo de potência do medidor de energia é o centro de energia para o funcionamento normal do medidor de energia. A principal função do módulo de potência é converter a alta tensão CA de 220 V em uma fonte de alimentação CC de baixa tensão de 12 VCC, 5 VCC e 3,3 VCC, que fornece a alimentação de energia para o chip e o dispositivo dos outros módulos do medidor de energia. Existem três tipos de módulos de potência comumente utilizados: transformadores, redutores de resistência-capacitância e fontes de alimentação chaveadas.
Tipo de transformador: A fonte de alimentação CA 220 V é convertida em CA 12 V através do transformador, e a faixa de tensão necessária é alcançada na retificação, redução e regulação de tensão. Baixo consumo de energia, alta estabilidade e fácil interferência eletromagnética.
Uma fonte de alimentação redutora de resistência-capacitância é um circuito que utiliza a reatância capacitiva gerada por um capacitor sob uma determinada frequência de sinal CA para limitar a corrente máxima de operação. Tamanho pequeno, baixo custo, baixa potência e alto consumo de energia.
A alimentação elétrica chaveada é feita por meio de dispositivos de comutação eletrônica de potência (como transistores, transistores MOS, tiristores controláveis, etc.), através do circuito de controle, de modo que os dispositivos de comutação eletrônica sejam ligados e desligados periodicamente, permitindo a modulação por pulso da tensão de entrada, de modo a alcançar a conversão de tensão e a tensão de saída pode ser ajustada, além da função de regulação automática de tensão. Baixo consumo de energia, tamanho compacto, ampla faixa de tensão, interferência de alta frequência e alto preço.
No desenvolvimento e design de medidores de energia, de acordo com os requisitos de função do produto, o tamanho do gabinete, os requisitos de controle de custos, os requisitos de política nacional e regional para determinar que tipo de fornecimento de energia.
2. Módulo de exibição do medidor de energia
O módulo de exibição do medidor de energia é usado principalmente para ler o consumo de energia e existem muitos tipos de exibição, incluindo tubo digital, contador, comumLCD, LCD de matriz de pontos, LCD sensível ao toque, etc. Os dois métodos de exibição, tubo digital e contador, só podem exibir o consumo de energia individualmente. Com o desenvolvimento da rede inteligente, cada vez mais tipos de medidores de energia elétrica são necessários para exibir dados de energia. O tubo digital e o contador não atendem ao processo de energia inteligente. O LCD é o modo de exibição predominante nos medidores de energia atuais. De acordo com a complexidade do conteúdo exibido, diferentes tipos de LCD serão escolhidos no desenvolvimento e design.
3. Módulo de armazenamento do medidor de energia
O módulo de armazenamento do medidor de energia é usado para armazenar parâmetros do medidor, eletricidade e dados históricos. Os dispositivos de memória comumente usados são chip EEP, ferroelétrico e chip flash. Esses três tipos de chips de memória têm diferentes aplicações no medidor de energia. Flash é um tipo de memória flash que armazena alguns dados temporários, dados de curva de carga e pacotes de atualização de software.
Uma EEPROM é uma memória somente leitura programável e apagável que permite aos usuários apagar e reprogramar informações armazenadas nela, seja no dispositivo ou por meio de um dispositivo dedicado, tornando-a útil em cenários onde os dados precisam ser modificados e atualizados com frequência. A EEPROM pode ser armazenada 1 milhão de vezes e é usada para armazenar dados de energia, como a quantidade de eletricidade no medidor de energia. Os tempos de armazenamento podem atender aos requisitos de tempo de armazenamento do medidor de energia durante todo o ciclo de vida, e o preço é baixo.
O chip ferroelétrico utiliza uma característica do material ferroelétrico para realizar armazenamento de dados e operação lógica de alta velocidade, baixo consumo de energia e alta confiabilidade, com tempos de armazenamento de 1 bilhão; os dados não serão esvaziados após uma queda de energia, o que torna os chips ferroelétricos com alta densidade de armazenamento, alta velocidade e baixo consumo de energia. Os chips ferroelétricos são usados principalmente em medidores de energia para armazenar eletricidade e outros dados de energia, têm um preço mais alto e são usados apenas em produtos que exigem requisitos de armazenamento de palavras de alta frequência.
4, módulo de amostragem do medidor de energia
O módulo de amostragem do medidor de watt-hora é responsável por converter o sinal de corrente alta e o sinal de tensão alta em sinal de corrente baixa e sinal de tensão baixa para facilitar a aquisição do medidor de watt-hora. Os dispositivos de amostragem de corrente comumente utilizados são:derivação, transformador de corrente, bobina Roche, etc., amostragem de tensão geralmente adota amostragem de tensão parcial de resistência de alta precisão.
5, módulo de medição de medidor de energia
A principal função do módulo de medição do medidor é concluir a aquisição analógica de corrente e tensão e converter o analógico para digital; Ele pode ser dividido em módulo de medição monofásico e módulo de medição trifásico.
6. Módulo de comunicação do medidor de energia
O módulo de comunicação do medidor de energia é a base da transmissão e interação de dados, a base dos dados da rede inteligente, da inteligência, da gestão científica refinada e a base do desenvolvimento da Internet das Coisas para alcançar a interação humano-computador. No passado, a falta de modo de comunicação era principalmente infravermelho e comunicação RS485. Com o desenvolvimento da tecnologia de comunicação e da tecnologia da Internet das Coisas, a escolha do modo de comunicação do medidor de energia tornou-se mais ampla: PLC, RF, RS485, LoRa, Zigbee, GPRS, NB-IoT, etc. De acordo com os diferentes cenários de aplicação e as vantagens e desvantagens de cada modo de comunicação, é selecionado o modo de comunicação adequado à demanda do mercado.
7. Módulo de controle do medidor de energia
O módulo de controle do medidor de energia pode controlar e gerenciar a carga de energia de forma eficaz. A maneira mais comum é instalar um relé de retenção magnético dentro do medidor de energia. Por meio de dados de energia, esquema de controle e comando em tempo real, a carga de energia é gerenciada e controlada. As funções comuns no medidor de energia são incorporadas ao relé de desconexão de sobrecorrente e sobrecarga para realizar o controle de carga e a proteção da linha; controle de tempo de acordo com o período de tempo para ligar o controle; na função pré-paga, o crédito é insuficiente para desconectar o relé; a função de controle remoto é realizada enviando comandos em tempo real.
8, módulo de processamento MCU do medidor de energia
O módulo de processamento MCU do medidor de watt-hora é o cérebro do medidor de watt-hora, que calcula todos os tipos de dados, transforma e executa todos os tipos de instruções e coordena cada módulo para atingir a função.
O medidor de energia é um produto de medição eletrônica complexo que integra diversos campos da tecnologia eletrônica, tecnologia de energia, tecnologia de medição de energia, tecnologia de comunicação, tecnologia de exibição, tecnologia de armazenamento e assim por diante. É necessário integrar cada módulo funcional e cada tecnologia eletrônica para formar um todo completo, a fim de gerar um medidor de watt-hora estável, confiável e preciso.
Horário de publicação: 28 de maio de 2024