Theo nguyên lý thiết kế làm việc của đồng hồ đo năng lượng, về cơ bản nó có thể được chia thành 8 mô-đun, mô-đun nguồn, mô-đun hiển thị, mô-đun lưu trữ, mô-đun lấy mẫu, mô-đun đo sáng, mô-đun giao tiếp, mô-đun điều khiển, mô-đun xử lý MUC.Mỗi module thực hiện nhiệm vụ riêng của mình bằng module xử lý MCU để tích hợp và phối hợp thống nhất, gắn kết thành một tổng thể.
1. Mô-đun nguồn của đồng hồ đo năng lượng
Mô-đun nguồn của đồng hồ đo điện là trung tâm năng lượng cho hoạt động bình thường của đồng hồ đo điện.Chức năng chính của mô-đun nguồn là chuyển đổi điện áp cao AC 220V thành nguồn điện áp thấp DC12\DC5V\DC3.3V, cung cấp nguồn điện hoạt động cho chip và thiết bị của các mô-đun nguồn khác mét.Có ba loại mô-đun nguồn thường được sử dụng: máy biến áp, giảm điện trở-điện dung và nguồn điện chuyển mạch.
Loại máy biến áp: Nguồn điện AC 220 được chuyển đổi thành AC12V thông qua máy biến áp và đạt được dải điện áp yêu cầu trong chỉnh lưu, giảm điện áp và điều chỉnh điện áp.Công suất thấp, độ ổn định cao, dễ bị nhiễu điện từ.
Nguồn điện giảm dần điện dung-điện dung là mạch sử dụng điện kháng điện dung được tạo ra bởi tụ điện dưới một tần số nhất định của tín hiệu AC để hạn chế dòng điện hoạt động tối đa.Kích thước nhỏ, chi phí thấp, công suất nhỏ, tiêu thụ điện năng lớn.
Nguồn điện chuyển mạch được thực hiện thông qua các thiết bị chuyển mạch điện tử công suất (chẳng hạn như bóng bán dẫn, bóng bán dẫn MOS, thyristor có thể điều khiển, v.v.), thông qua mạch điều khiển, sao cho các thiết bị chuyển mạch điện tử định kỳ "bật" và "tắt", sao cho nguồn điện tử thiết bị chuyển mạch điều chế xung của điện áp đầu vào, để đạt được chuyển đổi điện áp và điện áp đầu ra có thể được điều chỉnh và chức năng điều chỉnh điện áp tự động.Tiêu thụ điện năng thấp, kích thước nhỏ, dải điện áp rộng, nhiễu tần số cao, giá cao.
Trong việc phát triển và thiết kế đồng hồ đo năng lượng, căn cứ vào yêu cầu chức năng của sản phẩm, kích thước của vỏ, yêu cầu kiểm soát chi phí, yêu cầu chính sách quốc gia và khu vực để xác định loại nguồn điện nào.
2. Mô-đun hiển thị đồng hồ đo năng lượng
Mô-đun hiển thị đồng hồ đo năng lượng chủ yếu được sử dụng để đọc mức tiêu thụ điện năng và có nhiều loại màn hình bao gồm ống kỹ thuật số, bộ đếm, thông thườngLCD, LCD ma trận điểm, LCD cảm ứng, v.v. Hai phương pháp hiển thị của ống kỹ thuật số và bộ đếm chỉ có thể hiển thị mức tiêu thụ điện duy nhất, với sự phát triển của lưới điện thông minh, ngày càng cần nhiều loại đồng hồ đo điện để hiển thị dữ liệu nguồn, ống kỹ thuật số và truy cập không thể đáp ứng quá trình quyền lực thông minh.LCD là chế độ hiển thị chủ đạo trong đồng hồ đo năng lượng hiện tại, tùy theo độ phức tạp của nội dung hiển thị trong quá trình phát triển và thiết kế sẽ chọn các loại LCD khác nhau.
3. Mô-đun lưu trữ đồng hồ đo năng lượng
Mô-đun lưu trữ công tơ năng lượng được sử dụng để lưu trữ các thông số công tơ, điện năng và dữ liệu lịch sử.Các thiết bị bộ nhớ thường được sử dụng là chip EEP, sắt điện, chip flash, ba loại chip nhớ này có những ứng dụng khác nhau trong máy đo năng lượng.flash là một dạng bộ nhớ flash lưu trữ một số dữ liệu tạm thời, dữ liệu đường cong tải và gói nâng cấp phần mềm.
EEPROM là bộ nhớ chỉ đọc có thể lập trình có thể xóa trực tiếp, cho phép người dùng xóa và lập trình lại thông tin được lưu trữ trong đó trên thiết bị hoặc thông qua thiết bị chuyên dụng, giúp EEPROM trở nên hữu ích trong các trường hợp cần sửa đổi và cập nhật dữ liệu thường xuyên.EEPROM có thể được lưu trữ 1 triệu lần và được sử dụng để lưu trữ dữ liệu năng lượng như lượng điện trong đồng hồ đo năng lượng.Thời gian lưu trữ có thể đáp ứng yêu cầu về thời gian lưu trữ của đồng hồ đo năng lượng trong toàn bộ vòng đời và giá thành thấp.
Chip sắt điện sử dụng đặc tính của vật liệu sắt điện để thực hiện tốc độ cao, tiêu thụ điện năng thấp, lưu trữ dữ liệu có độ tin cậy cao và vận hành logic, thời gian lưu trữ là 1 tỷ;Dữ liệu sẽ không bị xóa sau khi mất điện, điều này khiến chip sắt điện có mật độ lưu trữ cao, tốc độ nhanh và tiêu thụ năng lượng thấp.Chip sắt điện chủ yếu được sử dụng trong đồng hồ đo năng lượng để lưu trữ điện và dữ liệu năng lượng khác, giá thành cao hơn và chỉ được sử dụng trong các sản phẩm cần có yêu cầu lưu trữ từ tần số cao.
4, mô-đun lấy mẫu đồng hồ năng lượng
Mô-đun lấy mẫu của đồng hồ đo giờ watt có nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu dòng điện lớn và tín hiệu điện áp lớn thành tín hiệu dòng điện nhỏ và tín hiệu điện áp nhỏ để thuận tiện cho việc thu nhận đồng hồ đo giờ watt.Các thiết bị lấy mẫu thường được sử dụng hiện nay làdòng điện, máy biến dòng điện, Cuộn dây Roche, v.v., lấy mẫu điện áp thường áp dụng lấy mẫu điện áp một phần điện trở có độ chính xác cao.
5, mô-đun đo đồng hồ năng lượng
Chức năng chính của mô-đun đo sáng đồng hồ là hoàn thành việc thu thập dòng điện và điện áp tương tự, đồng thời chuyển đổi tín hiệu tương tự sang kỹ thuật số;Nó có thể được chia thành mô-đun đo một pha và mô-đun đo ba pha.
6. Mô-đun giao tiếp đồng hồ đo năng lượng
Mô-đun giao tiếp đồng hồ đo năng lượng là cơ sở truyền dữ liệu và tương tác dữ liệu, cơ sở dữ liệu lưới thông minh, trí thông minh, quản lý khoa học tốt và là cơ sở phát triển Internet of Things để đạt được sự tương tác giữa con người và máy tính.Trước đây, việc thiếu chế độ liên lạc chủ yếu là hồng ngoại, giao tiếp RS485, với sự phát triển của công nghệ truyền thông, công nghệ Internet of Things, việc lựa chọn chế độ liên lạc của đồng hồ đo năng lượng đã trở nên rộng rãi, PLC, RF, RS485, LoRa, Zigbee, GPRS , NB-IoT, v.v. Tùy theo các kịch bản ứng dụng khác nhau cũng như ưu điểm và nhược điểm của từng chế độ liên lạc mà chế độ liên lạc phù hợp với nhu cầu thị trường sẽ được chọn.
7. Module điều khiển đồng hồ đo điện
Mô-đun điều khiển đồng hồ đo điện có thể điều khiển và quản lý tải điện một cách hiệu quả.Cách phổ biến là lắp rơle giữ nam châm bên trong đồng hồ đo điện.Thông qua dữ liệu nguồn, sơ đồ điều khiển và lệnh thời gian thực, tải điện được quản lý và kiểm soát.Các chức năng phổ biến trong đồng hồ đo năng lượng được thể hiện trong rơle ngắt kết nối quá dòng và quá tải để thực hiện kiểm soát tải và bảo vệ đường dây;Kiểm soát thời gian theo khoảng thời gian bật nguồn điều khiển;Trong chức năng trả trước, tín dụng không đủ để ngắt kết nối rơle;Chức năng điều khiển từ xa được thực hiện bằng cách gửi lệnh trong thời gian thực.
8, mô-đun xử lý MCU đo năng lượng
Mô-đun xử lý MCU của đồng hồ đo giờ watt là bộ não của đồng hồ đo giờ watt, tính toán tất cả các loại dữ liệu, chuyển đổi và thực hiện tất cả các loại hướng dẫn cũng như điều phối từng mô-đun để đạt được chức năng.
Đồng hồ đo năng lượng là sản phẩm đo lường điện tử phức tạp, tích hợp nhiều lĩnh vực công nghệ điện tử, công nghệ điện, công nghệ đo lường điện năng, công nghệ truyền thông, công nghệ hiển thị, công nghệ lưu trữ, v.v.Cần phải tích hợp từng module chức năng và từng công nghệ điện tử để tạo thành một tổng thể hoàn chỉnh để cho ra đời một chiếc đồng hồ đo watt-giờ ổn định, đáng tin cậy và chính xác.
Thời gian đăng: 28-05-2024