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技術(shù)文章
功率變送器工作原理
點(diǎn)擊次數(shù)：2097 發(fā)布時(shí)間：2019-3-29
功率變送器是一種既能測(cè)量有功/無(wú)功功率，又能計(jì)量有功/無(wú)功電能的具有雙重功能的儀表。是電能計(jì)量、節(jié)能自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)電費(fèi)結(jié)算的配套儀表，本系列儀表技術(shù)指標(biāo)*符合JJG596-89《電子式電能表》的要求，相對(duì)誤差小于0.5%電能顯示記錄裝置，是用于電網(wǎng)跳變系統(tǒng)理想的電子式電能表。該變送器適用于頻率為50Hz、60Hz及特殊頻率的單、三相線路，功率以4～20mADC輸出，電能以光耦集電極開(kāi)路脈沖輸出或繼電器無(wú)源接點(diǎn)形式脈沖輸出，以適用不同RTU和電源記錄裝置的要求。
工作原理
功率變送器主要由三相隔離采樣電路、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、DSP器件、D/A轉(zhuǎn)換器、定標(biāo)放大器和厚膜集成V/I轉(zhuǎn)換器組成。
三相交流輸入信號(hào)經(jīng)三相隔離采樣電路后，形成三相電流、三相電壓信號(hào)的共地跟蹤電壓信號(hào)，在單片機(jī)控制下由A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)其進(jìn)行多點(diǎn)同步采樣，采樣得到的數(shù)據(jù)由DSP器件按電工原理計(jì)算出被測(cè)信號(hào)的三相有功功率(數(shù)字量)，再經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器把代表三相功率的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬量，由定標(biāo)放大器放大、定標(biāo)后，形成直流電壓輸出VZ;VZ輸出經(jīng)厚膜集成V/I變換器后形成0～20mA或4～20mA直流電流輸出IZ。
本系列產(chǎn)品的關(guān)鍵是計(jì)算機(jī)軟件和運(yùn)行速度。為了保證功率測(cè)量的真實(shí)性，必須保證各路電壓、電流信號(hào)同時(shí)被采樣;為了保證功率測(cè)量的準(zhǔn)確性，必須保證在一個(gè)正弦波時(shí)間間隔內(nèi)采樣點(diǎn)數(shù)足夠多(一般來(lái)說(shuō)采樣點(diǎn)數(shù)應(yīng)大于20)。采樣點(diǎn)數(shù)多、數(shù)據(jù)量大，就對(duì)計(jì)算速度提出了高的要求，必須保證計(jì)算程序在一個(gè)正弦波周期內(nèi)完成全部運(yùn)算。
在計(jì)算機(jī)軟件控制下，傳感器可以直接輸出測(cè)得的功率數(shù)據(jù)，
三相三線電路：P=UAB×IA×COSφ+UBC×IB×COSφ
三相四線電路：P=UA×IA×COSφ+UB×IB×COSφ+UC×IC×COSφ
這時(shí)輸出信號(hào)是帶方向的，比如WBP311P71 2.5V±2.5V直流電壓輸出的傳感器。當(dāng)功率輸入為0時(shí)，傳感器功率輸出值為2.5V;當(dāng)三相電流正向流動(dòng)時(shí)，傳感器功率輸出值從2.5V基礎(chǔ)上增加，輸入達(dá)額定值時(shí)，功率輸出值為5V;當(dāng)三相電流反向流動(dòng)時(shí)，功率輸出值從2.5V基礎(chǔ)上減少，輸入達(dá)額定值時(shí)，功率輸出值為0V。
在計(jì)算機(jī)軟件控制下，傳感器可以輸出測(cè)得的功率數(shù)據(jù)的值，
三相三線電路：P=│UAB×IA×COSφ+UBC×IB×COSφ│
三相四線電路：P=│UA×IA×COSφ+UB×IB×COSφ+UC×IC×COSφ│
這時(shí)輸出信號(hào)是不帶方向的，比如WBP312P71 0～5V直流電壓輸出的傳感器。當(dāng)功率輸入為0時(shí)，傳感器功率輸出值為0V;當(dāng)三相電流同時(shí)改變方向時(shí)，傳感器的功率輸出值保持不變。
厚膜集成V/I轉(zhuǎn)換器是我公司配套開(kāi)發(fā)的器件，它把直流電壓信號(hào)變換為0～20mA直流電流輸出。配加高穩(wěn)定的偏置電路后，可以形成4mA～20mA輸出。