Razvoj enofaznega merilnika električne energije

MUROVEC, MATJAŽ (avtor), Žemva, Andrej (mentor)

V predstavljenem magistrskem delu je obravnavan razvoj shematike in tiskanin za enofazni merilnik električne energije ter spremljajočega bistabilnega stikala. Poudarek je na izbiri in opisu ključnih delov merilnika električne energije in odpravljanju nezdružljivosti z zahtevanimi testi oziroma standardi za merilnike električne energije. Za učinkovito rabo električne energije potrebujemo merjenje porabe električnih bremen ter možnost vklopa in izklopa bremen, ki to dopuščajo. Na trgu so že prisotna daljinsko vodena stikala s komunikacijo in merilniki energije s komunikacijo, vendar opisana rešitev prva omogoča merjenje energije ter odklop bremena s tokom do 32 A, v kompaktni obliki, primerni za tračnico DIN. Razvoj izdelka ni končan pri delujočem prototipu; z delujočimi vzorci začnemo preizkušati obnašanje izdelka na vseh predpisanih testih. Čeprav poznamo glavna priporočila za izdelavo kakovostnih tiskanih vezij, običajno zaradi pomanjkanja prostora na majhni tiskanini oziroma konstrukcijsko pogojenih omejitev za postavljanje komponent, ne moremo upoštevati vseh priporočil. Razvoj izdelka običajno poteka v prilagajanju tiskanin za optimalno delovanje ter cenovno učinkovitost. V danih prostorskih ali projektnih omejitvah moramo doseči kompromis, ki bo čim bolje upošteval priporočila in s tem načrtovanje čim bolj kakovostne tiskanine, ki zadosti vsem predpisanim testom. Opisano je načrtovanje shematike in izračun ključnih sestavnih delov. Sledi zgoščena predstavitev shematike ter opis posameznih sklopov. Pri vsakem ugotovljenem neskladju z zahtevami je opisan postopek reševanja do ustrezne rešitve. Naloga se zaključi z uspešno izvedenimi popravki, ki zagotovijo elektronsko vezje, ki je v skladu z vsemi zahtevanimi predpisi in se lahko prodaja na trgu.

• Jezik: Slovenski jezik
• Ključne besede: enofazni merilnik električne energije, načrtovanje tiskanin, kondenzatorski napajalnik, stikalni pretvornik navzdol, zagotavljanje elektromagnetne združljivosti, merilni upor, bistabilno stikalo
• Vrsta gradiva: Magistrsko delo
• Organizacija: FE - Fakulteta za elektrotehniko
• Leto izida: 2016
• PID: 20.500.12556/RUL-83689
• Datum objave v RUL: 22.06.2016

Sekundarni jezik

• Jezik: Angleški jezik
• Naslov: Development of single-phase electricity meter

Izvleček

The thesis addresses development of schematics and printed circuit board (PCB) for single- phase energy meter and adjacent bistable switch. Emphasis is on the selection and description of key parts of energy meter and removing obstacles in order to deliver product which complies with all required standards. Efficient energy use requires load side energy measurement and a way to connect or disconnect allowed loads. There are solutions on the market, which enable remote measurement via communication and remote load disconnection or connection via communication. However, presented solution is the first to offer compact measurement and switching of various loads up to 80 A on the DIN rail. Development of the product is not completed with working sample. The product has to comply with standards and regulations. Since PCBs has to fit into product and product’s space is quite limited. Therefore, PCB has space and other limitations, which prevents to design it with all recommendations of good practice. Some trade-offs has to be done and measurements of the product depicts whether trade-offs were either good enough or pcb design has undergo the new iteration. The thesis describes development of schematics and selection or calculation of key parts. Furthermore, it describes process of tackling with issues, which leads to pass all the tests. At the end of the thesis, product complies with all required standards, as a result of gained knowledge.

• Ključne besede: Single-phase energy meter, PCB design, capacitor power supply, buck switch mode power supply, Electro Magnetic Compatibility (EMC), shunt, bistable switch