專利名稱：三相電能表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種三相電能表，用于電能計量。
本實用新型三相電能表，其主要的技術(shù)特點是，用分流器作為電流的取樣部件代替原有電能表的互感器。它主要由三個單相電流取樣部件(分流器)、三個單相電壓取樣部件、三個單相電能計量芯片、六個光電隔離部件(光耦)、采集各相電壓相位和幅值的電阻分壓器和放大器，以及CPU、存儲器、顯示器(LCD)、通訊接口、按鍵組成。各相的分流器的電流相位信號輸出接口通過光電隔離部件與CPU相連，各相的分流器的電流信號輸出接口以及各相的電壓取樣部件的電壓信號輸出接口與電能計量芯片相連，電能計量芯片的電能信號輸出接口通過光電隔離部件(光耦)與CPU相連。電阻分壓器和放大器的電壓的幅值信號、相位信號的輸出接口與EPLD、CPU相連。CPU連接存儲器、顯示器、通訊接口、按鍵。
本實用新型三相電能表由于采用分流器作為電流取樣部件，成本大大降低，無磁飽和現(xiàn)象，抗外部交、直流磁場，計量準(zhǔn)確。
圖2為本實用新型三相電能表原理方框圖；圖3為本實用新型三相電能表電路圖(由圖3-1和圖3-2合成)；圖4為本實用新型三相電能表電源部分的電路圖。
本實用新型三相電能表采用分流器作為電流取樣部件。為解決三相之間的隔離問題，本方案采用三個完全獨立的數(shù)據(jù)采集模塊，因此，該三相電能表使用的是單相電能計量芯片。它主要由三個單相電流取樣部件(分流器)、三個單相電壓取樣部件、三個單相電能計量芯片、六個光電隔離部件(光耦)、采集各相電壓相位和幅值的電阻分壓器和放大器，以及CPU、存儲器、顯示器(LCD)、通訊接口、按鍵組成。各相的分流器的電流相位信號輸出接口通過光電隔離部件與CPU相連，各相的分流器的電流信號輸出接口以及各相的電壓取樣部件的電壓信號輸出接口與電能計量芯片相連，電能計量芯片的電能信號輸出接口通過光電隔離部件(光耦)與CPU相連。電阻分壓器和放大器的電壓相位信號和幅值信號的輸出接口與EPLD、CPU相連。CPU連接存儲器、顯示器、通訊接口、按鍵。
本實用新型三相電能表的工作原理如下(以A相為例)1、電能信號的采集解決三相之間的隔離而采用三個完全獨立的采集模塊。采用單相電能計量芯片。其計量的電能經(jīng)過光耦輸出給CPU統(tǒng)一處理。具體方法是把A相的電壓通過電阻由1R1、1R2……一直到1R22連接到信號地(AGND)。電壓的信號取自電阻1R22上，送到電能計量芯片AD7755的第7腳，電流信號從分流器取到后送到AD7755的5腳和6腳。供A相電能芯片工作的電源由R4、U6、U8、C15、C5、U12、C18、C11構(gòu)成。再對AD7755的外圍加一些其自身所需的分離元件，AD7755就可以輸出電能脈沖了，電能脈沖由AD7755的22腳輸出到U8(光耦)，光耦的另一側(cè)把電能信號送給CPU，電壓和電流的反向信號由AD7755芯片檢測出來后，通過光耦U12、U13、U14送到CPU，用以計算各種電能。
2、電壓信號的采集電壓幅值的采集是把A相電壓引到插座4X6，經(jīng)過4R11、4R22、4R13的分壓后由V1、D1和4R7組成射極跟隨器，并把網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號為Ra2的信號送到TLC2543的采樣端，由TLC2543把模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號供CPU使用。
電壓相位的采樣電路由LM324、4R9、4R10構(gòu)成。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號為LA處的信號過零點時，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號為NET7處的電平就會翻轉(zhuǎn)，此信號由3U3(EPLD)計算后送給CPU處理。
3、電流信號的采集電流的相位由1C17、1R36、1R37、LM324、1R38、1R39、1R40、1R41、1R42、U5檢測出來，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號為ad1和ad2處的電壓信號的差值的符號由正變成負(fù)或由負(fù)變成正時，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號為NET6處的電壓就會翻轉(zhuǎn)。翻轉(zhuǎn)時，EPLD就會檢測到，并把它送到CPU，而且NET6處的電壓高或低代表了電流的方向。
B相、C相信號采集方法與A相相同。
由于有了電壓的信號、相位，電流的相位以及電能、電壓和電流的方向以及時間，CPU可以算出電流幅值、各象限的有功電能、無功電能、有功功率、無功功率，單位時間的最大需量，最大需量發(fā)生時間、最低需量發(fā)生時間等電網(wǎng)的各種運行數(shù)據(jù)，進(jìn)而可以存儲、顯示、傳輸以上數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求1.一種三相電能表，其特征是由三個分流器分別作為三個單相電流取樣部件，同時還包括三個單相電壓取樣部件、三個單相電能計量芯片、六個光耦、采集各相電壓相位和幅值的電阻分壓器和放大器，以及EPLD、CPU、存儲器、顯示器、通訊接口、按鍵組成，各相的分流器的電流相位信號輸出接口通過光電隔離部件與CPU相連，各相的分流器的電流信號輸出接口以及各相的電壓取樣部件的電壓信號輸出接口與電能計量芯片相連，電能計量芯片的電能信號輸出接口通過光電隔離部件(光耦)與CPU相連，電阻分壓器和放大器的電壓相位信號、幅值信號的輸出接口與EPLD、CPU相連，CPU連接存儲器、顯示器、通訊接口、按鍵。
專利摘要本實用新型公開了一種三相電能表，其主要的技術(shù)特點是，用分流器作為電流的取樣部件。為解決三相之間的隔離問題，本方案采用三個完全獨立的數(shù)據(jù)采集模塊。該電能表成本低，無磁飽和現(xiàn)象，抗外部交、直流磁場，計量準(zhǔn)確。
文檔編號G01R22/00GK2578837SQ0226399
公開日2003年10月8日 申請日期2002年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月28日
發(fā)明者周秉仁, 丁建國 申請人:南京三能電力儀表有限公司