Az elektromos energiamérő 8 része

Anelektromos energia mérőegy elektromos energia mérésére szolgáló műszer, amelyet kilowattóra- vagy villamosenergia-mérőként is ismernek. Mértékegysége a fok vagy kilowattóra. Ez a teljesítmény és az idő szorzata, és a végfelhasználók energiafogyasztásának mérésére használható, amely az elektromos cégek számlázásának alapja. A villamos energia nélkülözhetetlen energiaforrás az emberek mindennapi életében, elektromos energiamérőket minden háztartásban felszerelnek. A legtöbb felhasználó azonban nem ismeri a villamosenergia-mérők működési elveit, szerkezetét és alkatrészeit.

A munkatervezési elvek alapjánelektromos energia mérő, általában nyolc modulra oszthatók: tápegység modul, kijelző modul, tároló modul, mintavevő modul, mérő modul, kommunikációs modul, vezérlő modul és MUC feldolgozó modul. Minden modulnak megvan a maga funkciója, és a MUC feldolgozó modul koordinálja és integrálja, egy egészet alkotva.

1. Elektromos energiamérő tápegység modulja

A tápegység modul aelektromos energia mérőnormál működésének energiaközpontjaként szolgál. A tápegység modul fő funkciója az AC 220V nagyfeszültségének DC 12V/DC5V/DC3V átalakítása. 3V-os kisfeszültségű tápellátást biztosítanak a chipek és más modulok eszközei a villamosenergia-mérőn belül. A tápegység moduloknak három általános típusa van: a transzformátor, az ellenállás-kondenzátor feszültségcsökkentő modul és a kapcsolós tápegység.

A transzformátor típus az AC 220V tápegységet AC12V-ra alakítja, majd egyenirányítással, feszültségcsökkentéssel és stabilizálással folytatja a kívánt feszültségtartomány elérését. Kis teljesítményű, nagy stabilitású, de könnyen érinti az elektromágneses interferencia.

Az ellenállás-kondenzátor feszültségcsökkentő tápáramkör a kondenzátor által a váltakozó áramú jel meghatározott frekvenciáján előállított kapacitív reaktanciát használja fel a maximális üzemi áram korlátozására. Kis méretű, alacsony költségű, kevés áramot fogyaszt, magas a saját fogyasztása.

A kapcsolóüzemű tápegység elektronikus kapcsolóeszközöket, például tranzisztorokat, MOS-csöveket, SCR-eket stb. használ. Az elektronikus kapcsolóeszközök időszakos be- és kikapcsolására vezérlőáramkörökön keresztül, lehetővé téve számukra a bemeneti feszültség impulzusokkal történő modulálását, ezáltal feszültségátalakítást érve el, miközben egyidejűleg állítható és automatikusan stabilizált kimeneti feszültséget biztosít. Alacsony fogyasztású, kis méretű, széles feszültségstabilizációs tartománnyal rendelkezik, magas frekvenciájú interferenciát tapasztal, és magasabb az ára.

A villamosenergia-fogyasztásmérők fejlesztése és tervezése során a tápegység típusának megválasztását a termék funkcionális követelményei, a mérőkapocs fedőmérete, a költségszabályozási követelmények, valamint a különböző régiók vagy országok irányelvei és előírásai alapján határozzák meg.

2. Elektromos energiamérő kijelző modul

Az elektromos energiamérő kijelzőmodul elsősorban az energiafogyasztás leolvasására szolgál, és különféle megjelenítési lehetőségeket kínál, mint például digitális csöveket, számlálókat, szabványos LCD-ket, mátrix LCD-ket és érintőképernyős LCD-ket. A digitális csövek és számlálók kijelzési módszerei csak egyféleképpen tudják megjeleníteni az elektromos fogyasztást. Az intelligens hálózat fejlődésével a villamosenergia-mérők egyre több típusú teljesítményadat-kijelzőt igényelnek. A digitális csövek és számlálók nem képesek megfelelni a modern teljesítményintelligencia követelményeinek. Az elektromos energiamérők elsődleges megjelenítési módja jelenleg az LCD technológia. A kutatási és fejlesztési folyamat során különböző típusú LCD-ket választanak a bemutatott információ összetettségétől függően.

3. Elektromos energiamérő tároló modul

A villamosenergia-mérő tároló modul elsősorban a mérőparaméterek, az energiafogyasztási előzmények és egyéb releváns információk tárolására szolgál. A gyakori tárolóeszközök közé tartoznak az EEPROM chipek, a ferroelektromos chipek és a flash chipek. Ennek a három típusú chipnek különböző alkalmazásai vannak az elektromos energiamérőkben. A Flash egy olyan típusú flash memória, amely ideiglenes adatokat, betöltési profiladatokat, szoftverfrissítési csomagokat stb.

Az EEPROM egy elektromosan törölhető, programozható, csak olvasható memória, amely lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy töröljék és újraprogramozzák a benne tárolt információkat akár maga az eszköz, akár a dedikált eszközök segítségével. Ez nagyon hasznossá teszi az EEPROM-ot olyan esetekben, amikor az adatok gyakori módosítását és frissítését igénylik. Az EEPROM legfeljebb 1 millió bájtnyi információt képes tárolni, és elektromos energiafogyasztásmérőkben használják az energiafogyasztás és egyéb, energiával kapcsolatos adatok tárolására. A rendelkezésre álló tárolók száma a villamosenergia-mérő teljes életciklusa alatt megfelel a tárolási követelményeknek, és kedvező áron.

A ferroelektromos chipek a ferroelektromos anyagok jellemzőit használják fel a nagy sebességű, alacsony fogyasztású és rendkívül megbízható adattárolás és logikai műveletek eléréséhez. Egymilliárdszoros tárolási kapacitásuk van. Az adatok áramkimaradás után nem törlődnek, így a ferroelektromos chipek előnyösek nagy tárolási sűrűségük, nagy sebességük és alacsony energiafogyasztásuk miatt. A ferroelektromos chipeket elsősorban a villamosenergia-mérőkben használják az energiafogyasztás és egyéb kapcsolódó adatok tárolására. Ezek drágábbak, és csak olyan termékekben használják, amelyek nagyfrekvenciás tárolást igényelnek.
 

4. Elektromos energiamérő mintavételi modul

Az elektromos energiamérő mintavevő modulja felelős a nagy áramjelek és a nagy feszültségjelek kis áramjelekké és kis feszültségjelekké történő átalakításáért, hogy az elektromos energiamérő könnyen megkapja. Az általános árammintavevő eszközök közé tartoznak a sönt, az áramváltók és a Rogowski tekercsek. A feszültség mintavételezése jellemzően nagy pontosságú ellenállásos feszültségosztó mintavételi módszerrel történik.

5. Elektromos energiamérő mérőmodul

A villamosenergia-mérő mérőmodul elsősorban analóg áram- és feszültségjelek vételére és digitális jellé alakítására szolgál. Egyfázisú mérőmodulra és háromfázisú mérőmodulra osztható.

6. Villamosenergia-mérő kommunikációs modul

Az elektromos energiamérő kommunikációs modulja az adatátvitel és interakció alapjaként szolgál, alapul szolgálva az intelligens hálózat tudományos kezeléséhez, az adatok digitalizálásához, intelligenciájához és pontosságához. Ez egyben az alapja annak, hogy lehetővé tegyük az ember-számítógép interakciót a tárgyak internete fejlesztése során. A múltban az elsődleges kommunikációs eszköz az infravörös és az RS{1}} kommunikáció volt. A kommunikációs technológia és az Internet of Things (IoT) fejlődésével az elektromos energiamérők kommunikációs módszereinek választéka széleskörűvé vált. Ezek közé tartozik a PLC, RF, RS485, LoRa, ZigBee, GPRS, NB-IoT stb. Különböző kommunikációs módszerek választhatók azok előnyei és hátrányai, valamint a konkrét alkalmazási forgatókönyvek alapján, hogy megfeleljenek a piaci igényeknek.

7. Elektromos energiamérő vezérlőmodul

Az elektromos energiamérő vezérlőmodul lehetővé teszi az elektromos terhelés hatékony szabályozását és kezelését. A legelterjedtebb módszer egy mágneses reteszelő relé felszerelése az elektromos energiamérő belsejébe. Az elektromos terhelések vezérlése és kezelése teljesítményadatok, vezérlési sémák és valós idejű parancsok segítségével valósítható meg a tápfeszültség be- és kikapcsolására. Az elektromos fogyasztásmérők általános funkciói közé tartozik a túláram- és túlterhelés elleni védelem a terhelés vezérléséhez relé lekapcsoláson keresztül, az időalapú vezérlés a tápfeszültség be- és kikapcsolására meghatározott időszakokban, a relé leválasztása, ha a hitel nem elegendő az előre fizetett funkciókhoz, és a távvezérlés valós idejű parancsátvitel.

8. Elektromos energiamérő MCU feldolgozó modul

Az elektromos energiamérő MCU feldolgozó modulja az elektromos energiamérő agya. Számításokat végez különféle típusú adatokon, különféle típusú utasításokat konvertál és hajt végre, valamint koordinálja a különböző modulokat a funkciók sikeres megvalósítása érdekében.

A villamosenergia-mérő egy összetett elektronikus mérőeszköz, amely az elektronikai technológia számos aspektusát tartalmazza, beleértve a tápegység-technológiát, a teljesítménymérési technológiát, a kommunikációs technológiát, a kijelzőtechnológiát és a tárolástechnikát. Minden egyes funkcionális modult és elektronikus technológiát integrálni és kombinálni kell egy teljes egységgé, hogy stabil, megbízható és pontos villamosenergia-mérőt hozzunk létre.