Բարձր パフォーマンスի դիջիտալ էլեկտրաէներգիայի չափիչը. 3-ֆեーズային համակարգի վերլուծության համար ներկայացված է ներքին խնդիրների հակառակ լուծումը

I. Ընդհանուր Տեսակը

Այս լուծումը օգտագործում է բարձր գործառույթային գլխավոր սպասարկող սիպի և բազմամոդուլային համագործակցող ճարակապաշար, որպեսզի հասնի երեքփուլային էլեկտրաէներգային ցանցի պարամետրերի ճշգրիտ հավաքածուի, մշակման, ցուցադրման և հեռահաղորդակցության հասնելու միջոցով, համապատասխանելով էլեկտրաէներգային համակարգերի իրական ժամանակային հետևման պահանջներին։ Համատեղ չափման ճշգրտության պահպանելու հետևիլ, այս թվային էլեկտրաէներգային չափիչը արդյունավետորեն հարմարում է խանգարումների հարցերին բազմաթիվ տեխնոլոգիական նորությունների միջոցով և օպտիմիզացնում է արտադրանքային ծախսերը։

II. Չափիչի Ընդհանուր Գործառույթները և Ֆունկցիաները

Սիստեմայի Արქիտեկտուրա

Օգտագործում է «գլխավոր սպասարկող սիպի որպես կենտրոն, բազմամոդուլային համագործակցություն» արքիտեկտուրայի մոդելը, որպեսզի հասնի տվյալների հավաքածուի, մշակման, ցուցադրման և փոխանցման ինտեգրացված ֆունկցիաների հասնելու միջոցով։

Կորին Մոդուլների Ֆունկցիաները

1. Գլխավոր Սպասարկող Սիպի Մոդուլը
• Կորին Սարքը: MSP430F5438A սիպի
• Ինտեգրացված Ֆունկցիաները: AD փոխակերպման շղթա, բարձր հաճախականության քվարցի շղթա, ցածր հաճախականության քվարցի շղթա
• Գլխավոր Պարտականությունները: Սիստեմայի մոդուլների կառավարում և տվյալների սիգնալների մշակում
• Հատուկ Դիզայնը: Ցածր հաճախականության քվարցի շղթան ունի ներդրված կոմպենսացիայի կոնդենսատորներ, գլխավոր հաճախականության մուտքը միայն կապված է 32768Hz ցածր հաճախականության քվարցի հետ։
2. Սիգնալների Հավաքածուի Շղթայի Մոդուլը
• Վոլտաժի Հավաքածուը: Երեքփուլային էլեկտրաէներգային ցանցի վոլտաժի մինիատյան սարքը
• Հոսանքի Հավաքածուը: Երեքփուլային հոսանքի փոխակերպիչները
• Սիգնալների Կոնդիցիոնացիան: Օպերացիոն հոսանքի շղթա (մեծացում և մակարդակի փոխակերպում)
• Կանալի Կոնֆիգուրացիան: Վոլտաժի անալոգ համարժեք հավաքածուի կանալները, հոսանքի անալոգ համարժեք հավաքածուի կանալները
• Ֆունկցիան: Ունի երեքփուլային վոլտաժի և հոսանքի սիգնալների ճշգրիտ հավաքածուի հասնելու միջոցով։
3. Ներկայացուցիչ Ֆունկցիաների Մոդուլները
• Իրական Ժամանակային Դիմարկային (RTC): предостовляет точную временную базу, обеспечивая точность временных меток данных.
• Ներքին Տեղեկատվության Հիշողությունը: Արդյունավետորեն պահպանում է չափիչի գործառույթային պարամետրերը և հավաքածուի տվյալները, հնարավորում է պարամետրերի փոփոխությունը։
• Ցուցադրման Կառավարման Մոդուլը: Ցուցադրում է էլեկտրաէներգային ցանցի պարամետրերը, կարգավորված է ներկայացուցիչ խանգարման պաշտպանությամբ։
• Հեռահաղորդակցման Ինտերֆեյսը: RS485 ինտերֆեյսը, հնարավորում է հեռահաղորդակցություն հեռահաղորդակցող կոմպյուտերների հետ իրական ժամանակային տվյալների փոխանցման համար։
• Էլեկտրաէներգային Մոդուլը: Բազմամակարդակ էլեկտրաէներգային ելք
• 5V Ելքը: Սիգնալների հավաքածուի շղթայի համար։
• 3.3V Ելքը: Գլխավոր սպասարկող սիպի, RTC, հիշողության, ցուցադրման կառավարման մոդուլների համար։
• Անկախ 5V Ելքը: Հեռահաղորդակցման ինտերֆեյսի համար։

III. Կորին Տեխնիկական Առաջընթացները և переваги

1. Նեյտրալ Լինիայի Խանգարման Լուծումը
• トラディショナルな問題
• ニュートラルラインは、合計抵抗1.496MΩの4つの抵抗を通過する必要がありました。
• 浮遊していると、ニュートラルラインの導体は干渉を受けやすい。
• 電圧が印加されていない場合でも、三相電圧表示が異常になる。
• データが不安定になり、サンプリングおよび計測精度に影響を与える。
• 改良された設計
• 電圧アナログサンプリングチャネルのニュートラルラインは、システムグランドに直接接続されています。
• 技術的な利点
• 完全にニュートラルラインの干渉問題を解決します。
• 4つのニュートラルライン抵抗を取り除き、回路設計を簡素化します。
• 生産の難易度とコストを削減します。
2. EFT 干扰抗性设计
• 设计解决方案
• 在显示控制模块和主控芯片之间放置了一个抗EFT模块。
• 该模块由4个电容（C1-C4）组成，与通信信号线一一对应。
• 电容规格：C1、C3、C4为10000pF；C2为3300pF。
• 电容的一端连接到信号线，另一端接地。
• 技术优势
• 为每条通信信号线提供有效保护。
• 通过4kV EFT抗扰度测试。
• 具有强大的抗EFT能力。
3. 静电放电防护与时钟稳定性优化
• 晶振配置
• 主控芯片的主频输入仅连接一个32768Hz低频晶振。
• 芯片内部的低频振荡电路内置了补偿电容。
• 三大优势
• ESD性能：通过15kV空气放电ESD测试，稳定运行。
• 时钟精度：通过分频产生秒时钟，确保ADC采样时钟的稳定性。
• 电路简化：取消外部AD转换电路和2个晶振补偿电容。

IV. 整体技术效果

• 功能实现
• 稳定完成三相电网电压和电流信号的采集与处理。
• 实时数据显示功能。
• 通过RS485接口实时上传数据至监控计算机。
• 满足电力行业实时监控需求。
• 性能提升
• 有效解决中性线干扰、静电干扰和EFT干扰三大核心问题。
• 显著提高数据采集和计量精度。
• 大幅提升设备运行稳定性。
• 成本优化
• 取消多个电阻、电容及外部AD转换电路。
• 简化生产流程，降低生产难度。
• 降低制造成本，具有高工程应用价值。

V. 应用价值

通过创新的电路设计和抗干扰技术，这一数字电表解决方案实现了高性能、高可靠性的电力参数监测。同时，优化了产品成本结构，为电力系统监测领域提供了一种具有竞争力的技术产品，适用于各种工业电力监测场景。