8 частин лічильника електроенергії

Анлічильник електроенергіїце прилад для вимірювання електричної енергії, який також відомий як лічильник кіловат-годин або лічильник електроенергії. Його одиницею вимірювання є градус або кіловат-година. Це добуток потужності та часу, і його можна використовувати для вимірювання споживання електроенергії кінцевими користувачами, що служить основою для виставлення рахунків електричними компаніями. Електроенергія є незамінним джерелом енергії в повсякденному житті людей, і лічильники електроенергії встановлені в кожному будинку. Однак більшість користувачів не знайомі з принципами роботи, структурою та компонентами лічильників електроенергії.

Базується на принципах робочого дизайнулічильник електроенергії, загалом їх можна розділити на вісім модулів: модуль живлення, модуль відображення, модуль зберігання, модуль відбору проб, модуль вимірювання, модуль зв’язку, модуль керування та модуль обробки MUC. Кожен модуль має власну функцію та координується та інтегрується модулем обробки MUC, утворюючи єдине ціле.

1. Модуль живлення лічильника електроенергії

Модуль живленнялічильник електроенергіїслужить енергетичним центром для його нормальної роботи. Основною функцією модуля живлення є перетворення високої напруги змінного струму 220 В у постійний струм 12 В/DC 5 В/DC 3 В. Низька напруга 3 В подається на мікросхеми та пристрої інших модулів в лічильнику електроенергії. Існує три поширених типи модулів живлення: трансформатор, резисторно-конденсаторний модуль зниження напруги та комутаційний блок живлення.

Трансформаторний тип перетворює джерело живлення змінного струму 220 В на змінний струм 12 В, а потім продовжує випрямлення, зниження напруги та стабілізацію для досягнення необхідного діапазону напруги. Має малу потужність, високу стабільність, але легко піддається впливу електромагнітних перешкод.

Схема джерела живлення зниження напруги резистор-конденсатор використовує ємнісний реактивний опір, створений конденсатором на певній частоті сигналу змінного струму, для обмеження максимального робочого струму. Має невеликі розміри, низьку вартість, мало споживання електроенергії та високий рівень самоспоживання.

Імпульсне джерело живлення використовує електронні комутаційні пристрої, такі як транзистори, МОП-лампи, триністори тощо. Для періодичного вмикання та вимикання електронних комутаційних пристроїв за допомогою схем керування, що дозволяє їм модулювати вхідну напругу в імпульсах, таким чином досягаючи трансформації напруги під час одночасно забезпечуючи регульовану та автоматично стабілізовану вихідну напругу. Він має низьке енергоспоживання, невеликі розміри, широкий діапазон стабілізації напруги, відчуває високочастотні перешкоди, має більш високу ціну.

При розробці та проектуванні лічильників електричної енергії вибір типу джерела живлення визначається на основі функціональних вимог продукту, розміру кришки клеми лічильника, вимог до контролю за витратами, політики та нормативних актів різних регіонів або країн.

2. Модуль індикації лічильника електроенергії

Модуль відображення лічильника електроенергії в основному використовується для зчитування споживання електроенергії та пропонує різні варіанти відображення, такі як цифрові трубки, лічильники, стандартні РК-дисплеї, матричні РК-дисплеї та сенсорні РК-дисплеї, серед іншого. Методи відображення цифрових трубок і лічильників можуть показувати споживання електроенергії лише одним способом. З розвитком інтелектуальної мережі лічильники електроенергії потребують все більшої кількості типів відображення даних про потужність. Цифрові трубки та лічильники не в змозі задовольнити вимоги сучасного енергетичного інтелекту. Основним способом відображення лічильників електроенергії в даний час є LCD-технологія. Різні типи РКД вибираються в процесі досліджень і розробок залежно від складності інформації, що представляється.

3. Модуль зберігання лічильника електроенергії

Модуль зберігання лічильника електроенергії використовується в основному для зберігання параметрів лічильника, історії споживання електроенергії та іншої важливої ​​інформації. Звичайні запам'ятовуючі пристрої включають мікросхеми EEPROM, сегнетоелектричні мікросхеми та мікросхеми флеш-пам'яті. Ці три типи мікросхем мають різне застосування в лічильниках електроенергії. Флеш-пам’ять — це тип флеш-пам’яті, який зберігає тимчасові дані, дані профілю завантаження, пакети оновлення програмного забезпечення тощо.

EEPROM — це електрично стирана програмована постійна пам’ять, яка дозволяє користувачам стирати та перепрограмувати збережену в ній інформацію за допомогою самого пристрою або спеціальних пристроїв. Це робить EEPROM дуже корисним у сценаріях, які вимагають частих змін і оновлень даних. EEPROM може зберігати до 1 мільйона байт інформації та використовується в лічильниках електроенергії для зберігання даних про споживання електроенергії та інших даних, пов’язаних з електроенергією. Кількість доступних накопичувачів відповідає вимогам до зберігання протягом усього життєвого циклу лічильника електроенергії, і вони доступні за ціною.

Сегнетоелектричні мікросхеми використовують характеристики сегнетоелектричних матеріалів для досягнення високошвидкісного, малопотужного та високонадійного зберігання даних і логічних операцій. Вони мають ємність зберігання в мільярд разів. Дані не будуть видалені після збою живлення, що робить сегнетоелектричні чіпи перевагами через їх високу щільність зберігання, високу швидкість і низьке споживання енергії. Сегнетоелектричні чіпи в основному використовуються в лічильниках електроенергії для зберігання споживаної електроенергії та інших пов’язаних даних. Вони мають вищу ціну і використовуються лише в продуктах, які вимагають високочастотного зберігання.
 

4. Модуль вибірки лічильника електроенергії

Модуль вибірки лічильника електроенергії відповідає за перетворення сигналів великого струму та великої напруги в сигнали малого струму та сигнали напруги для легкого отримання лічильником електроенергії. Звичайні пристрої вимірювання струму включають шунти, трансформатори струму та котушки Роговського. Вибірка напруги зазвичай виконується за допомогою методу вибірки високоточного резисторного дільника напруги.

5. Модуль вимірювання лічильника електроенергії

Вимірювальний модуль лічильника електроенергії в основному використовується для отримання аналогових сигналів струму та напруги та перетворення їх у цифрові сигнали. Його можна розділити на однофазний вимірювальний модуль і трифазний вимірювальний модуль.

6. Модуль зв'язку лічильника електроенергії

Комунікаційний модуль лічильника електроенергії служить основою для передачі та взаємодії даних, виступаючи основою для наукового управління інтелектуальною мережею, оцифрування даних, інтелектуальності та точності. Це також основа для взаємодії людини з комп’ютером у розвитку Інтернету речей. У минулому основними засобами зв’язку були інфрачервоний зв’язок і зв’язок RS-485. З розвитком комунікаційних технологій та Інтернету речей (IoT) вибір методів зв’язку лічильників електроенергії став широким. До них належать PLC, RF, RS485, LoRa, ZigBee, GPRS, NB-IoT тощо. Щоб задовольнити потреби ринку, можна вибрати різні методи зв’язку на основі їхніх переваг і недоліків, а також конкретних сценаріїв застосування.

7. Модуль керування лічильником електроенергії

Модуль керування лічильником електричної енергії забезпечує ефективний контроль та управління електричним навантаженням. Найпоширенішим способом є установка магнітного реле-фіксатора всередині лічильника електроенергії. Контроль і управління електричними навантаженнями можна досягти за допомогою даних про потужність, схем керування та команд у реальному часі для ввімкнення та вимкнення живлення. Загальні функції лічильника електроенергії включають захист від надточного струму та перевантаження через відключення реле для керування навантаженням, контроль за часом для ввімкнення та вимкнення живлення протягом певних періодів часу, відключення реле, коли кредиту недостатньо у передоплаченій функції, і дистанційне керування через передача команд в режимі реального часу.

8. Модуль обробки MCU лічильника електроенергії

Модуль обробки MCU лічильника електричної енергії є мозком лічильника електричної енергії. Він виконує обчислення на різних типах даних, перетворює та виконує різні типи інструкцій і координує різні модулі для успішної реалізації функцій.

Лічильник електроенергії - це складний електронний вимірювальний пристрій, який включає в себе кілька аспектів електронних технологій, включаючи технологію живлення, технологію вимірювання потужності, технологію зв'язку, технологію відображення та технологію зберігання. Кожен функціональний модуль і електронна технологія повинні бути інтегровані та об’єднані, щоб утворити повний блок, щоб створити стабільний, надійний і точний лічильник електроенергії.