Glede na princip delovanja števca energije ga lahko v osnovi razdelimo na 8 modulov: napajalni modul, prikazovalni modul, modul za shranjevanje, modul za vzorčenje, merilni modul, komunikacijski modul, krmilni modul in modul za obdelavo MCU. Vsak modul opravlja svoje naloge prek modula za obdelavo MCU za enotno integracijo in koordinacijo ter se združuje v celoto.
1. Napajalni modul števca energije
Napajalni modul merilnika moči je energetsko središče za normalno delovanje merilnika moči. Glavna funkcija napajalnega modula je pretvorba visoke napetosti AC 220 V v nizkonapetostni enosmerni vir napajanja DC 12\DC 5 V\DC 3,3 V, ki zagotavlja delovno napajanje za čip in naprave drugih modulov merilnika moči. Običajno se uporabljajo tri vrste napajalnih modulov: transformatorji, zniževalniki upornosti in kapacitivnosti ter stikalni napajalniki.
Tip transformatorja: Napajanje AC 220 se prek transformatorja pretvori v AC 12V, pri čemer se doseže zahtevano napetostno območje z usmerjanjem, zniževanjem napetosti in regulacijo napetosti. Nizka poraba, visoka stabilnost, enostavno elektromagnetno motnjo.
Zniževalni napajalnik z upornostjo in kapacitivnostjo je vezje, ki uporablja kapacitivno reaktanco, ki jo ustvari kondenzator pri določeni frekvenci izmeničnega signala, za omejitev največjega obratovalnega toka. Majhna velikost, nizki stroški, majhna moč, velika poraba energije.
Preklopno napajanje poteka prek krmilnega vezja prek elektronskih stikalnih naprav (kot so tranzistorji, MOS tranzistorji, krmiljeni tiristorji itd.), tako da se elektronske stikalne naprave periodično "vklopijo" in "izklopijo", kar omogoča impulzno modulacijo vhodne napetosti s strani elektronskih stikalnih naprav, da se doseže pretvorba napetosti in prilagoditev izhodne napetosti ter funkcija samodejne regulacije napetosti. Nizka poraba energije, majhna velikost, širok napetostni razpon, visoke frekvence motenj, visoka cena.
Pri razvoju in načrtovanju števcev energije se vrsta napajanja določi glede na zahteve glede delovanja izdelka, velikost ohišja, zahteve glede nadzora stroškov ter zahteve nacionalne in regionalne politike.
2. Modul prikaza števca energije
Modul prikazovalnika števca energije se uporablja predvsem za odčitavanje porabe energije in obstaja veliko vrst prikazovalnikov, vključno z digitalno cevjo, števcem, navadnimLCD-zaslonski, matrični LCD, LCD na dotik itd. Dva načina prikaza, digitalna cev in števec, lahko prikazujeta samo eno porabo električne energije. Z razvojem pametnih omrežij je potrebnih vedno več vrst električnih števcev za prikaz podatkov o porabi energije, vendar digitalna cev in števec ne moreta več izpolnjevati zahtev inteligentnega procesa napajanja. LCD je trenutno glavni način prikaza v števcih energije, zato se med razvojem in načrtovanjem izberejo različne vrste LCD-jev, odvisno od kompleksnosti prikaza.
3. Modul za shranjevanje števca energije
Modul za shranjevanje števca energije se uporablja za shranjevanje parametrov števca, električne energije in zgodovinskih podatkov. Pogosto uporabljene pomnilniške naprave so EEP čip, feroelektrični čip in flash čip, te tri vrste pomnilniških čipov pa imajo v števcu energije različne aplikacije. Flash je oblika flash pomnilnika, ki shranjuje nekatere začasne podatke, podatke o krivulji obremenitve in pakete za nadgradnjo programske opreme.
EEPROM je programabilni bralni pomnilnik, ki uporabnikom omogoča brisanje in ponovno programiranje podatkov, shranjenih v njem, bodisi na napravi bodisi prek namenske naprave, zaradi česar je EEPROM uporaben v primerih, ko je treba podatke pogosto spreminjati in posodabljati. EEPROM je mogoče shraniti milijonkrat in se uporablja za shranjevanje podatkov o moči, kot je količina električne energije v števcu energije. Časi shranjevanja lahko ustrezajo zahtevam glede časa shranjevanja števca energije v celotnem življenjskem ciklu, cena pa je nizka.
Feroelektrični čip uporablja značilnost feroelektričnega materiala za doseganje visoke hitrosti, nizke porabe energije, visoke zanesljivosti shranjevanja podatkov in logičnega delovanja, s časom shranjevanja 1 milijarde; podatki se po izpadu električne energije ne izpraznijo, zaradi česar imajo feroelektrični čipi visoko gostoto shranjevanja, hitro hitrost in nizko porabo energije. Feroelektrični čipi se večinoma uporabljajo v števcih energije za shranjevanje električne energije in drugih podatkov o moči, imajo višjo ceno in se uporabljajo le v izdelkih, ki potrebujejo visokofrekvenčno shranjevanje besed.
4, modul za vzorčenje števca energije
Modul za vzorčenje vatnega števca je odgovoren za pretvorbo signala velikega toka in signala velike napetosti v signal majhnega toka in signal majhne napetosti, da se olajša pridobivanje podatkov vatnega števca. Naprave za vzorčenje toka, ki se običajno uporabljajo, sopremostitev, tokovni transformator, Rochejeva tuljava itd., vzorčenje napetosti običajno uporablja visoko natančno vzorčenje delne napetosti z upornostjo.
5, modul za merjenje števca energije
Glavna funkcija merilnega modula je dokončanje analognega zajemanja toka in napetosti ter pretvorba analognega v digitalnega; lahko ga razdelimo na enofazni merilni modul in trifazni merilni modul.
6. Komunikacijski modul za števec energije
Komunikacijski modul števca energije je osnova za prenos podatkov in interakcijo podatkov, osnova za podatke pametnega omrežja, inteligenco, fino znanstveno upravljanje in osnova za razvoj interneta stvari za doseganje interakcije med človekom in računalnikom. V preteklosti je bil primanjkljaj komunikacijskih načinov predvsem infrardeča komunikacija in komunikacija RS485, z razvojem komunikacijske tehnologije in tehnologije interneta stvari pa se je izbira komunikacijskih načinov števca energije razširila na PLC, RF, RS485, LoRa, Zigbee, GPRS, NB-IoT itd. Glede na različne scenarije uporabe ter prednosti in slabosti posameznega komunikacijskega načina se izbere komunikacijski način, ki ustreza povpraševanju na trgu.
7. Modul za krmiljenje števca električne energije
Krmilni modul števca električne energije lahko učinkovito nadzoruje in upravlja obremenitev. Običajen način je namestitev magnetnega zadrževalnega releja v števec električne energije. Obremenitev se upravlja in nadzoruje s podatki o moči, krmilno shemo in ukazi v realnem času. Običajne funkcije števca energije so vključene v rele za odklop zaradi preobremenitve in prekomernega toka za nadzor obremenitve in zaščito omrežja; časovni nadzor glede na časovno obdobje za nadzor vklopa; pri predplačniški funkciji kredit ni zadosten za odklop releja; funkcija daljinskega upravljanja se izvaja s pošiljanjem ukazov v realnem času.
8, modul za obdelavo MCU števca energije
Procesorski modul MCU števca vatnih ur je srce števca vatnih ur, ki izračunava vse vrste podatkov, preoblikuje in izvaja vse vrste navodil ter usklajuje vsak modul za doseganje funkcije.
Števec energije je kompleksen elektronski merilni izdelek, ki združuje več področij elektronske tehnologije, energetske tehnologije, tehnologije merjenja moči, komunikacijske tehnologije, tehnologije prikaza, tehnologije shranjevanja in tako naprej. Za stabilen, zanesljiv in natančen števec vatnih ur je treba integrirati vsak funkcionalni modul in vsako elektronsko tehnologijo v celovito celoto.
Čas objave: 28. maj 2024