8 delen van de elektrische energiemeter

Eenelektrische energiemeteris een instrument dat wordt gebruikt om elektrische energie te meten, ook wel kilowattuurmeter of elektriciteitsmeter genoemd. De meeteenheid is de graad of het kilowattuur. Het is een product van kracht en tijd en kan worden gebruikt om het energieverbruik van eindgebruikers te meten en dient als basis voor de facturering door elektriciteitsbedrijven. Elektriciteit is een onmisbare energiebron in het dagelijks leven van mensen, en in elk huishouden worden elektrische energiemeters geïnstalleerd. De meeste gebruikers zijn echter niet bekend met de werkingsprincipes, structuur en componenten van elektriciteitsmeters.

Gebaseerd op de werkende ontwerpprincipes vanelektrische energiemeterkunnen ze over het algemeen worden onderverdeeld in acht modules: de voedingsmodule, de displaymodule, de opslagmodule, de bemonsteringsmodule, de meetmodule, de communicatiemodule, de besturingsmodule en de MUC-verwerkingsmodule. Elke module heeft zijn eigen functie en wordt gecoördineerd en geïntegreerd door de MUC-verwerkingsmodule, waardoor er één geheel ontstaat.

1. Voedingsmodule elektrische energiemeter

De voedingsmodule van deelektrische energiemeterfungeert als het energiecentrum voor zijn normale werking. De belangrijkste functie van de voedingsmodule is het omzetten van de hoge spanning van AC 220V naar DC 12V/DC5V/DC3V. Er wordt 3V laagspanningsstroom geleverd aan chips en apparaten van andere modules binnen de elektriciteitsmeter. Er zijn drie veel voorkomende typen voedingsmodules: de transformator, de weerstand-condensator spanningsreductiemodule en de schakelvoeding.

Het transformatortype zet de AC 220V-voeding om in AC12V en gaat vervolgens verder met rectificatie, spanningsreductie en stabilisatie om het vereiste spanningsbereik te bereiken. Het heeft een klein vermogen, hoge stabiliteit, maar wordt gemakkelijk beïnvloed door elektromagnetische interferentie.

Het voedingscircuit voor spanningsreductie van weerstand en condensator maakt gebruik van de capacitieve reactantie die door de condensator wordt geproduceerd bij een specifieke frequentie van het AC-signaal om de maximale bedrijfsstroom te beperken. Het is klein van formaat, goedkoop, verbruikt weinig stroom en heeft een hoog eigen verbruik.

De schakelende voeding maakt gebruik van elektronische schakelapparaten zoals transistors, MOS-buizen, SCR's, enz. Om de elektronische schakelapparaten periodiek in en uit te schakelen via stuurcircuits, waardoor ze de ingangsspanning in pulsen kunnen moduleren, waardoor spanningstransformatie wordt bereikt terwijl tegelijkertijd zorgen voor een instelbare en automatisch gestabiliseerde uitgangsspanning. Het heeft een laag stroomverbruik, is klein van formaat, heeft een breed spanningsstabilisatiebereik, ervaart hoogfrequente interferentie en heeft een hogere prijs.

Bij de ontwikkeling en het ontwerp van elektriciteitsmeters wordt de keuze van het type voeding bepaald op basis van de functionele eisen van het product, de afmetingen van de meteraansluiting, vereisten voor kostenbeheersing en het beleid en de regelgeving van verschillende regio's of landen.

2. Weergavemodule elektrische energiemeter

De displaymodule voor de elektriciteitsmeter wordt voornamelijk gebruikt voor het aflezen van het energieverbruik en biedt verschillende weergaveopties, zoals onder meer digitale buizen, tellers, standaard LCD's, dotmatrix LCD's en touch LCD's. De weergavemethoden van digitale buizen en tellers kunnen het elektriciteitsverbruik slechts op één manier weergeven. Met de ontwikkeling van het slimme elektriciteitsnet vereisen elektriciteitsmeters een toenemend aantal soorten weergaven van energiegegevens. Digitale buizen en tellers kunnen niet voldoen aan de eisen van moderne energie-intelligentie. De belangrijkste weergavemethode voor elektriciteitsmeters op dit moment is LCD-technologie. Tijdens het onderzoeks- en ontwikkelingsproces worden verschillende soorten LCD's gekozen, afhankelijk van de complexiteit van de gepresenteerde informatie.

3. Opslagmodule voor elektrische energiemeter

De opslagmodule voor elektriciteitsmeters wordt voornamelijk gebruikt voor het opslaan van meterparameters, de geschiedenis van het energieverbruik en andere relevante informatie. Veel voorkomende opslagapparaten zijn onder meer EEPROM-chips, ferro-elektrische chips en flash-chips. Deze drie soorten chips hebben verschillende toepassingen in elektriciteitsmeters. Flash is een type flashgeheugen dat tijdelijke gegevens, laadprofielgegevens, software-upgradepakketten, enz. opslaat.

EEPROM is een elektrisch wisbaar programmeerbaar alleen-lezen geheugen waarmee gebruikers de daarin opgeslagen informatie kunnen wissen en herprogrammeren met behulp van het apparaat zelf of speciale apparaten. Dit maakt EEPROM zeer nuttig in scenario's die frequente wijzigingen en updates van de gegevens vereisen. EEPROM kan maximaal 1 miljoen bytes aan informatie opslaan en wordt gebruikt in elektriciteitsmeters om het energieverbruik en andere energiegerelateerde gegevens op te slaan. Het aantal beschikbare opslagruimtes voldoet aan de opslagvereisten voor de gehele levenscyclus van een elektriciteitsmeter en ze zijn redelijk geprijsd.

Ferro-elektrische chips maken gebruik van de kenmerken van ferro-elektrische materialen om hoge snelheid, laag vermogen en zeer betrouwbare gegevensopslag en logische bewerkingen te realiseren. Ze hebben een opslagcapaciteit van een miljard keer. De gegevens worden niet gewist na een stroomstoring, waardoor ferro-elektrische chips voordelig zijn vanwege hun hoge opslagdichtheid, hoge snelheid en laag energieverbruik. Ferro-elektrische chips worden voornamelijk gebruikt in elektriciteitsmeters voor het opslaan van energieverbruik en andere gerelateerde gegevens. Ze hebben een hogere prijs en worden alleen gebruikt in producten die hoogfrequente opslagbehoeften vereisen.
 

4. Bemonsteringsmodule voor elektrische energiemeters

De bemonsteringsmodule voor de elektriciteitsmeter is verantwoordelijk voor het omzetten van grote stroomsignalen en grote spanningssignalen in kleine stroomsignalen en kleine spanningssignalen, zodat deze gemakkelijk door de elektriciteitsmeter kunnen worden geregistreerd. Veel voorkomende apparaten voor stroombemonstering zijn onder meer shunts, stroomtransformatoren en Rogowski-spoelen. Spanningsbemonstering wordt doorgaans uitgevoerd met behulp van een uiterst nauwkeurige bemonsteringsmethode met weerstandsspanningsdeler.

5. Meetmodule elektrische energiemeter

De meetmodule voor de elektriciteitsmeter wordt voornamelijk gebruikt voor het registreren van analoge stroom- en spanningssignalen en het omzetten ervan in digitale signalen. Het kan worden onderverdeeld in een eenfasige meetmodule en een driefasige meetmodule.

6. Communicatiemodule elektrische energiemeter

De communicatiemodule voor de elektriciteitsmeter dient als basis voor gegevensoverdracht en -interactie en fungeert als basis voor wetenschappelijk beheer van het slimme elektriciteitsnet, gegevensdigitalisering, intelligentie en nauwkeurigheid. Het vormt ook de basis voor het mogelijk maken van mens-computerinteractie bij de ontwikkeling van het internet der dingen. In het verleden waren infrarood- en RS-485-communicatie de belangrijkste communicatiemiddelen. Met de ontwikkeling van communicatietechnologie en het Internet of Things (IoT) is de selectie van communicatiemethoden voor elektriciteitsmeters uitgebreid geworden. Deze omvatten PLC, RF, RS485, LoRa, ZigBee, GPRS, NB-IoT en meer. Er kunnen verschillende communicatiemethoden worden gekozen op basis van hun voor- en nadelen, evenals de specifieke toepassingsscenario's, om aan de marktvraag te voldoen.

7. Regelmodule elektrische energiemeter

De bedieningsmodule voor de elektriciteitsmeter maakt een effectieve controle en beheer van de elektrische belasting mogelijk. De meest gebruikelijke methode is het installeren van een magnetisch vergrendelingsrelais in de elektriciteitsmeter. De controle en het beheer van elektrische belastingen kan worden bereikt met behulp van stroomgegevens, besturingsschema's en realtime opdrachten voor het in- of uitschakelen van de stroom. Gemeenschappelijke functies in een elektriciteitsmeter zijn onder meer bescherming tegen overstroom en overbelasting door het loskoppelen van relais om de belasting te regelen, tijdgebaseerde bediening voor het in- of uitschakelen van de stroom tijdens specifieke tijdsperioden, het loskoppelen van relais wanneer het tegoed onvoldoende is voor prepaid-functionaliteit, en bediening op afstand via real-time commandooverdracht.

8. MCU-verwerkingsmodule voor elektrische energiemeter

De MCU-verwerkingsmodule van de elektrische energiemeter is het brein van de elektrische energiemeter. Het voert berekeningen uit op verschillende soorten gegevens, converteert en voert verschillende soorten instructies uit en coördineert de verschillende modules om de functies succesvol te implementeren.

Een elektrische-energiemeter is een complex elektronisch meetapparaat dat verschillende aspecten van de elektronische technologie omvat, waaronder stroomvoorzieningstechnologie, stroommeettechnologie, communicatietechnologie, weergavetechnologie en opslagtechnologie. Elke functionele module en elektronische technologie moet worden geïntegreerd en gecombineerd om een ​​complete eenheid te vormen om een ​​stabiele, betrouwbare en nauwkeurige elektriciteitsmeter te creëren.