CN211859603U - 一种智能用电在线监测装置 - Google Patents
一种智能用电在线监测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN211859603U CN211859603U CN202020860990.7U CN202020860990U CN211859603U CN 211859603 U CN211859603 U CN 211859603U CN 202020860990 U CN202020860990 U CN 202020860990U CN 211859603 U CN211859603 U CN 211859603U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- unit
- driving
- current
- controller
- monitoring device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics
Landscapes
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
本实用新型提供了一种智能用电在线监测装置，包括壳体、设置在壳体上的连接件和设置在壳体内的处理电路，壳体上对应处理电路还设置有接线端口；所述处理电路包括电压采样单元、电流采样单元、模数转换单元、DSP处理单元、控制器、电流跟踪控制单元、驱动单元和补偿单元，电压采样单元和电流采样单元分别采样连接负载电源，电压采样单元和电流采样单元分别通过模数转换单元连接DSP处理单元，DSP处理单元连接控制器，控制器通过电流跟踪控制单元连接驱动单元，驱动单元驱动连接补偿单元，补偿单元输出连接负载电源。该智能用电在线监测装置实时在线监测用电电参量的同时，对电能质量实时在线监测和治理，提升供电质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及了一种智能用电在线监测装置。
背景技术
生产设备与装置在用电过程中，电网产生谐波、闪变、电压跌落、三相不平衡等电能质量问题时，会损害用电设备、降低设备利用率、增加线路损耗。与其他原材料不同，电力的生产与消耗是同时进行的，如果电能质量状况不满足要求，我们无法将它进行回收或维修并返回到生产过程中。目前的电力采集装置都是单一的数据采集装置，其不具备治理功能。由于供电线路电参量和电能质量是经常变化的，只检测不能解决问题，必须对多条线路的电参量和电能质量进行实时监测，瞬时发现电能质量问题就进行同步治理，把问题消灭在萌芽状态，才能减少或避免故障的发生，防患于未然，达到安全节能的目的。
发明内容
为了解决背景技术中所存在的问题，本实用新型提出了一种智能用电在线监测装置。
一种智能用电在线监测装置，包括壳体、设置在壳体上的连接件和设置在壳体内的处理电路，壳体上对应处理电路还设置有接线端口；所述处理电路包括电压采样单元、电流采样单元、模数转换单元、DSP处理单元、控制器、电流跟踪控制单元、驱动单元和补偿单元，电压采样单元和电流采样单元分别采样连接负载电源，电压采样单元和电流采样单元分别通过模数转换单元连接DSP处理单元，DSP处理单元连接控制器，控制器通过电流跟踪控制单元连接驱动单元，驱动单元驱动连接补偿单元，补偿单元输出连接负载电源。
基于上述，还包括通信单元，控制器通过通信单元连接用户终端。
基于上述，还包括温度检测单元，温度检测单元的输出端连接控制器。
基于上述，所述电流采样单元包括供电单元、电流霍尔传感器、第一过压防护单元、差分放大单元和第一滤波单元，供电单元为电流霍尔传感器提供电压，电流霍尔传感器的输出端通过第一过压防护单元连接差分放大单元的输入端，差分放大单元的输出端通过第一滤波单元连接DSP处理单元。
基于上述，电压采样单元包括第二滤波单元和第二过压防护单元，第二滤波单元的输入端作为电压采样单元的采样输入端，第二滤波单元的输出端通过第二过压防护单元连接所述DSP处理单元。
基于上述，驱动单元包括隔离驱动模块和电机驱动模块，控制器控制连接隔离驱动模块，隔离驱动模块和电流跟踪控制单元控制连接电机驱动模块，电机驱动模块驱动连接补偿单元。
基于上述，补偿单元包括步进电机和补偿器，驱动单元驱动连接步进电机，步进电机驱动连接补偿器，补偿器连接负载电源。
本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型通过对负载电源的采集、处理和补偿，对负载电源出现的谐波进行处理以及进行无功功率的动态补偿，有效地清洁、去除和吸收系统中破坏性和不经济的电力污染，提高了负载设备的运行效率，降低运行成本和设备维修费用，延长设备的使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意框图。
图2是本实用新型电流采样单元的电路结构示意图。
图3是本实用新型电压采样单元的电路结构示意图。
图4是本实用新型模数转换单元、DSP处理单元的电路结构示意图。
图5是本实用新型电流跟踪控制单元的电路结构示意图。
图6是本实用新型隔离驱动单元的电路结构示意图。
图7是本实用新型电机驱动单元的电路结构示意图。
图8是本实用新型控制器的电路结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，一种智能用电在线监测装置，包括壳体、设置在壳体上的连接件和设置在壳体内的处理电路，壳体上对应处理电路还设置有接线端口；所述处理电路包括电压采样单元、电流采样单元、模数转换单元、DSP处理单元、控制器、电流跟踪控制单元、驱动单元和补偿单元，电压采样单元和电流采样单元分别采样连接负载电源，电压采样单元和电流采样单元分别通过模数转换单元连接DSP处理单元，DSP处理单元连接控制器，控制器通过电流跟踪控制单元连接驱动单元，驱动单元驱动连接补偿单元，补偿单元输出连接负载电源。
使用时，壳体通过连接件固定在目标位置处，实际中，连接件为螺栓孔。电压采样单元的输入端和电流采样单元的输入端分别通过壳体上的接线端口采样连接负载的电源。采样的电压和电流经模数转换和DSP处理单元的处理后，发送至控制器，控制器通过电流跟踪控制单元和驱动单元控制补偿单元，补偿单元对负载电源进行补偿输出。
实际中，该智能用电在线监测装置还包括通信单元，控制器通过通信单元连接用户终端。用户终端通过通信单元获取电能监测信息。本实施例中所述通信单元为无线通信单元，如WiFi组件或蓝牙组件等。
优选地，该智能用电在线监测装置还包括温度检测单元，温度检测单元的输出端连接控制器。如图8所示，接口端子J8用于连接温度探头，型号为NTC-MF52-103F，温度的变化导致温度探头输出高低电平的变化，也即导致T_S1处电平值变化，控制器根据T_S1处电平值的变化获取温度信息。温度检测单元用于检测线缆温度，并将采样信息发送至控制器，控制器将采样信息发送至用户终端进行显示及提醒。
具体的，所述电流采样单元包括供电单元、电流霍尔传感器、第一过压防护单元、差分放大单元和第一滤波单元，供电单元为电流霍尔传感器提供电压，电流霍尔传感器的输出端通过第一过压防护单元连接差分放大单元的输入端，差分放大单元的输出端通过第一滤波单元连接DSP处理单元。如图2所示，J1为接口端子，用于连接电流霍尔传感器，本实施例中电流霍尔传感器型号为HW302B。接口端子J1的1脚通过供电单元连接电源AVCC，用于为电流霍尔传感器的互感器提供电源，D1为过压保护单元，型号为BAT54S，U1A和U1B为差分放大单元，用于对采样电流值进行放大输出，放大后经RC滤波电路输入至模数转换单元。
电压采样单元包括第二滤波单元和第二过压防护单元，第二滤波单元的输入端作为电压采样单元的采样输入端，第二滤波单元的输出端通过第二过压防护单元连接所述DSP处理单元。如图3所示，D2为过压防护单元，采样电压经过RC滤波后，输入至模数转换单元。
如图4所示，模数转换单元和DSP处理单元为电能计量芯片U2，型号为ATT7022E。通过电流采样单元和电压采样单元，实时检测负载电流和电压，经电能计量芯片U2的高速A/D转换和DSP处理。经DSP计算后输出电压、电流、有功、无功、电能等电参量，同时提取负载电流的谐波成分进行谐波分析，即从负载电流中分离出谐波电流分量和基波无功电流，然后将其反极性作用后发生补偿电流的指令信号及其他提取信息发送至控制器。如图8所示，本实施例中控制器U4型号为GD32F303CX。如图5所示，为电流跟踪控制单元，其中U15为双电压比较器，型号为LM393N，U8为数字隔离器，型号为ADUM1200。图8中的控制器U4生成控制步进电机的PWM脉冲后，通过图6中的磁隔离芯片U10、U12驱动图7中的步进电机驱动芯片U14，U14为H桥驱动电路，可以控制电机正反向运动。图5中的双电压比较器U15为控制器U4提供堵转和过流保护信号，保护驱动器和电机损坏。电流跟踪控制单元的功能是根据补偿电流，计算补偿单元中各开关器件的触发脉冲，此脉冲经驱动单元后作用于补偿单元。这样负载电源电流中只含有基波的有功分量，从而达到消除谐波与进行无功补偿的目的。
驱动单元包括隔离驱动模块和电机驱动模块，控制器控制连接隔离驱动模块，隔离驱动模块和电流跟踪控制单元控制连接电机驱动模块，电机驱动模块驱动连接补偿单元。如图6和图7所示，U10、U12为数字隔离器，型号为ADUM1410ARWZ，U14为电机驱动芯片，型号为L298N。图6中的U10、U12为磁隔离芯片，具有隔离强度高、速度快的特点，图8中的控制器U4通过SPI总线采集图4中电能处理单元U2的电参量数据，经过分析处理后生成PWM脉冲信号，经过隔离单元驱动图7中的步进电机驱动芯片U14进而控制电机按预定方向运动，步进电机带动精细无功补偿单元中的机械传动部件完成补偿，经过补偿的信号通过图4中电能处理单元U2测量后送回图8中的控制器U4完成PID调节的反馈闭环。
补偿单元包括步进电机和补偿器，驱动单元驱动连接步进电机，步进电机驱动连接补偿器中的机械传动装置，补偿器连接负载电源。本实施例中补偿器为精细无功补偿器，型号为SBJX-0.4-60。补偿器中的机械传动装置在步进电机的带动下通过正反向运动达到精细无功补偿的目的。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (7)
1.一种智能用电在线监测装置，其特征在于：包括壳体、设置在壳体上的连接件和设置在壳体内的处理电路，壳体上对应处理电路还设置有接线端口；所述处理电路包括电压采样单元、电流采样单元、模数转换单元、DSP处理单元、控制器、电流跟踪控制单元、驱动单元和补偿单元，电压采样单元和电流采样单元分别采样连接负载电源，电压采样单元和电流采样单元分别通过模数转换单元连接DSP处理单元，DSP处理单元连接控制器，控制器通过电流跟踪控制单元连接驱动单元，驱动单元驱动连接补偿单元，补偿单元输出连接负载电源。
2.根据权利要求1所述的智能用电在线监测装置，其特征在于：还包括通信单元，控制器通过通信单元连接用户终端。
3.根据权利要求1所述的智能用电在线监测装置，其特征在于：还包括温度检测单元，温度检测单元的输出端连接控制器。
4.根据权利要求1所述的智能用电在线监测装置，其特征在于：所述电流采样单元包括供电单元、电流霍尔传感器、第一过压防护单元、差分放大单元和第一滤波单元，供电单元为电流霍尔传感器提供电压，电流霍尔传感器的输出端通过第一过压防护单元连接差分放大单元的输入端，差分放大单元的输出端通过第一滤波单元连接DSP处理单元。
5.根据权利要求1所述的智能用电在线监测装置，其特征在于：电压采样单元包括第二滤波单元和第二过压防护单元，第二滤波单元的输入端作为电压采样单元的采样输入端，第二滤波单元的输出端通过第二过压防护单元连接所述DSP处理单元。
6.根据权利要求1所述的智能用电在线监测装置，其特征在于：驱动单元包括隔离驱动模块和电机驱动模块，控制器控制连接隔离驱动模块，隔离驱动模块和电流跟踪控制单元控制连接电机驱动模块，电机驱动模块驱动连接补偿单元。
7.根据权利要求1所述的智能用电在线监测装置，其特征在于：补偿单元包括步进电机和补偿器，驱动单元驱动连接步进电机，步进电机驱动连接补偿器，补偿器连接负载电源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020860990.7U CN211859603U (zh) | 2020-05-21 | 2020-05-21 | 一种智能用电在线监测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020860990.7U CN211859603U (zh) | 2020-05-21 | 2020-05-21 | 一种智能用电在线监测装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN211859603U true CN211859603U (zh) | 2020-11-03 |
Family
ID=73236149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202020860990.7U Active CN211859603U (zh) | 2020-05-21 | 2020-05-21 | 一种智能用电在线监测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN211859603U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114333656A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-04-12 | 北京镁伽科技有限公司 | 电源自检系统、可调电压源及图像信号发生器 |
-
2020
- 2020-05-21 CN CN202020860990.7U patent/CN211859603U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114333656A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-04-12 | 北京镁伽科技有限公司 | 电源自检系统、可调电压源及图像信号发生器 |
| CN114333656B (zh) * | 2021-12-10 | 2023-12-12 | 北京镁伽科技有限公司 | 电源自检系统、可调电压源及图像信号发生器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104678264A (zh) | Auv直流供电系统在线绝缘检测及故障处理装置和方法 | |
| CN211859603U (zh) | 一种智能用电在线监测装置 | |
| CN101188397A (zh) | 双馈型风力发电机交流励磁控制电路及其控制方法 | |
| CN106802607B (zh) | 一种电厂辅机永磁调速系统 | |
| CN201303251Y (zh) | 基于相控开关技术带无功补偿的并联混合型有源滤波器 | |
| CN204886186U (zh) | 基于谐波抑制和无功补偿的混合控制系统 | |
| CN202276135U (zh) | 无线智能电机综合保护控制器 | |
| CN211348474U (zh) | 一种变频器综合测试装置 | |
| CN201926916U (zh) | 电机监控装置 | |
| CN202058297U (zh) | 电缆故障数据采集及远程传输系统 | |
| CN205453302U (zh) | 一种电力监控装置 | |
| CN108155874A (zh) | 一种分布式光伏电站监控系统 | |
| CN111555301B (zh) | 智能有源滤波器及无功电力移相器 | |
| CN204190364U (zh) | 基于太阳能的电机故障监测保护装置 | |
| CN211790767U (zh) | 一种利用有源电力滤波器和无功补偿装置的混合补偿系统 | |
| CN110797843A (zh) | 智能马达控制装置及控制方法 | |
| CN211701464U (zh) | 智能马达控制装置 | |
| CN202872337U (zh) | 一种具有抗电磁干扰特性的发电机保护装置 | |
| CN201477167U (zh) | 多功能电网品质监测装置 | |
| CN201812185U (zh) | 用于印刷电路板钻床的全数字高频变频器 | |
| CN201773312U (zh) | 一种变压器智能化本体控制装置 | |
| CN220691294U (zh) | 一种应用于模块化风冷变流柜的控制系统 | |
| CN205160046U (zh) | 垃圾填埋气体机组配电保护装置 | |
| CN204215220U (zh) | 一种基于plc的直流电源监控系统 | |
| CN104332955A (zh) | 基于太阳能的电机故障监测保护装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |