Riassunto: Mirando alle carenze dell'errore di calibrazione del contatore elettrico con il metodo degli impulsi, è stato introdotto uno schema di un contatore elettrico trifase intelligente- trifase con il metodo dell'errore di calibrazione del potere. Dagli aspetti software e hardware- è stato analizzato lo schema specifico della sua implementazione.
Parole chiave: misuratore di calibrazione del metodo di potenza; contatore trifase intelligente
Contenuto:
1.Struttura complessiva del sistema
4.Schema di progettazione dell'hardware
4.1 Modulo di campionamento misurazione
4.2 Modulo di interazione uomo-computer
1.Struttura complessiva del sistema
Il progetto esistente di calibrazione dell'errore dei contatori elettrici consiste nell'accumulare la potenza e calibrare l'errore contando gli impulsi emessi dal chip di misurazione. Il chip di misurazione non supporta la comunicazione per leggere i dati di base rilevanti della potenza. Questo documento fornisce una soluzione per contatori elettrici trifase intelligenti-che calibra gli errori in base al metodo di alimentazione. Il metodo originale di conteggio degli impulsi viene modificato nel metodo di comunicazione per leggere i dati di misurazione di base per ottenere una calibrazione degli errori.
2.Architettura generale
Il contatore elettrico è composto da sette parti: modulo di campionamento delle misurazioni, modulo di interazione uomo-computer, modulo di gestione delle comunicazioni, modulo di gestione dell'alimentazione, modulo di uscita a impulsi, modulo di gestione della memoria e modulo MCU.
3.Chip centrale
Il contatore intelligente trifase di calibrazione del metodo di alimentazione include principalmente il chip di controllo principale e il chip di misurazione. I due tipi di chip scambiano dati attraverso l'interfaccia standard a 4 core della comunicazione SPI.
Il chip di misurazioneè un chip di misurazione-multifunzione-monofase monofase ad alta precisione con interfaccia di comunicazione SPI. Tre ADC a 22-bit. Supporta una gamma dinamica di 5000:1. È possibile ottenere contemporaneamente la potenza attiva e la potenza reattiva di due canali di misurazione. Supporta potenza attiva, reattiva, apparente e uscita di impulsi di energia elettrica e può ottenere contemporaneamente il valore effettivo di tre canali ADC e la frequenza del canale di tensione. Supporta la comunicazione SPI (inclusa la comunicazione SPI a tre-fili e la comunicazione SPI a quattro fili) e la comunicazione UART.
Il chip di controllo principaleè un MCU a 32-bit a bassissimo consumo con memoria flash da 128 kB, RTC, LCD, USB, funzioni analogiche e 10 porte seriali. L'intervallo di alimentazione operativa è 1,65 ~ 3,6 V (senza BOR) o 1,8 ~ 3,6 V. La gestione del clock utilizza un oscillatore al quarzo da 1~24 MHz, un oscillatore da 32kHz per un RTC calibrato, un RC interno-regolato in fabbrica da 16 MHz, un RC interno a bassa-potenza da 37kHz, un RC interno a multi-velocità a bassa potenza, un PLL da 65kHz~4,2 MHz per Orologio CPU e USB (48 MHz).
4.Schema di progettazione dell'hardware
4.1 Modulo di campionamento misurazione
Il modulo di campionamento della misurazione include i moduli del circuito di campionamento trifase A, B e C. Il modulo del circuito di campionamento della fase B viene utilizzato come esempio per la descrizione specifica. I principi di progettazione degli altri due moduli sono gli stessi.
Il modulo del circuito di campionamento del canale B- include un circuito di campionamento shunt in rame e manganese e un circuito di campionamento divisore di tensione del resistore di tensione-. Il convertitore AD del chip di misurazione della fase B- viene utilizzato per campionare rispettivamente la corrente del circuito in rame e manganese della fase B- e la tensione della fase B-, e il segnale differenziale analogico viene convertito in un segnale digitale. Quindi, i dati di misurazione di tensione, corrente e potenza in tempo reale-della fase B- vengono misurati tramite l'algoritmo all'interno del chip di misurazione. Il chip di misurazione e il chip principale realizzano l'interazione in tempo reale-dei dati di misurazione attraverso il canale della linea dati SPI a 4 core.
4.2 Modulo di interazione uomo-computer
Il modulo di interazione uomo-computer include tre modalità di interazione uomo-computer.
(1) La luce LED lampeggia. Essere sempre attivi è uno stato, e anche essere sempre spenti è uno stato. Diverse frequenze di lampeggiamento corrispondono a diverse informazioni interne e stati del misuratore.
(2) Il codice del segmento LCD visualizza contenuti diversi. Può visualizzare informazioni come potenza, simboli, ecc.
(3) Interazione chiave. Premendo i tasti, è possibile capovolgere lo schermo LCD, cambiare i diversi contenuti del display, ecc.
Mirando alle carenze del tradizionale metodo a impulsi per la calibrazione dell'errore del contatore, questo articolo propone uno schema per calibrare l'errore del contatore trifase intelligente- basato sul metodo della potenza, che cambia il conteggio degli impulsi nella lettura della comunicazione dei dati di misurazione di base; il misuratore è composto da sette moduli, tra cui il campionamento della misurazione e l'interazione uomo-computer. Il chip principale include un chip di misurazione ad alta-precisione e un MCU a 32-bit a bassissimo consumo, che comunicano tramite l'interfaccia SPI; in termini di progettazione hardware, il modulo di campionamento di misurazione campiona e calcola i dati in tempo reale-attraverso shunt di manganese-rame e resistori divisori di tensione-e il modulo di interazione uomo-computer realizza l'interazione delle informazioni e il controllo del funzionamento in tre modalità: LED lampeggiante, display LCD e funzionamento dei pulsanti.