طراحی پاورآنالایزر سه‌فاز بدون Metering IC

یک پاورآنالایزر سه‌فاز در حال طراحی است. هدف پروژه، طراحی و پیاده‌سازی بخش اندازه‌گیری و پردازش دیجیتال بدون استفاده از تراشه‌های تخصصی Metering مانند ADE7880، ADE7878، STPM3x و نمونه‌های مشابه است. اندازه‌گیری باید با استفاده از ورودی ولتاژ سه‌فاز، سنسور جریان از نوع CT یا Rogowski، مدار AFE، ADC دقیق عمومی و میکروکنترلر مناسب انجام شود. روش اتصال به شبکه، سطح ایزولاسیون، مدار حفاظت و نوع سنسور جریان باید توسط پیمانکار پیشنهاد و پس از تأیید شرکت اجرا شود. رعایت کامل اصول ایمنی برق شهر، فاصله خزشی و هوایی، حفاظت ورودی و جلوگیری از اشباع مدار الزامی است. استفاده از تراشه تخصصی Metering به‌عنوان هسته اصلی اندازه‌گیری مجاز نیست. تمام الگوریتم‌های اندازه‌گیری، پردازش سیگنال، محاسبه توان، تحلیل هارمونیک و کالیبراسیون باید در Firmware و سخت‌افزار طراحی‌شده پیاده‌سازی شوند. پارامترهای مورد نیاز: ولتاژ و جریان RMS هر سه فاز توان اکتیو هر فاز و توان اکتیو کل توان راکتیو هر فاز و توان راکتیو کل توان ظاهری True Power Factor و Displacement Power Factor زاویه فاز و فرکانس شبکه انرژی اکتیو مصرفی و تولیدی انرژی راکتیو توالی فاز تشخیص قطع یا افت شدید ولتاژ عدم تعادل ولتاژ و جریان THD ولتاژ و جریان دامنه هارمونیک‌ها حداقل تا هارمونیک 31 و در صورت امکان تا هارمونیک 63 RMS هارمونیک‌های منتخب توان اکتیو و راکتیو مؤلفه بنیادی سیستم باید با بارهای مقاومتی، سلفی، خازنی، غیرخطی، متعادل، نامتعادل، دارای هارمونیک و ضریب توان پایین آزمایش شود. الزامات فنی: استفاده از ADC عمومی دقیق و چندکاناله. نمونه‌برداری هم‌زمان یا قابل جبران از کانال‌های ولتاژ و جریان. نرخ نمونه‌برداری پیشنهادی حداقل 8 kSPS برای هر کانال. طراحی فیلترهای Anti-alias مناسب و بررسی پاسخ فرکانسی آن‌ها. استفاده از MCU دارای توان پردازشی مناسب برای DSP، مانند STM32 یا TI C2000. پیاده‌سازی حذف Offset، تبدیل ADC به واحد مهندسی، اصلاح Gain و جبران خطای Phase. محاسبه True RMS و توان اکتیو از نمونه‌های واقعی. محاسبه توان راکتیو با روش مهندسی مناسب مانند DFT یا روش مشابه؛ استفاده صرف از رابطه Q = sqrt(S² - P²) برای بارهای هارمونیکی قابل قبول نیست. تخمین فرکانس با PLL دیجیتال، DFT تطبیقی، Zero Crossing فیلترشده یا روش معتبر مشابه. تحلیل هارمونیک با درنظرگرفتن Spectral Leakage و تغییرات فرکانس شبکه. ذخیره ضرایب کالیبراسیون در Flash یا EEPROM. ارائه رابط ارتباطی مانند UART، USB، RS485/Modbus یا CAN. کالیبراسیون و آزمون: کالیبراسیون Offset و Gain برای تمام کانال‌های ولتاژ و جریان و همچنین کالیبراسیون Phase باید پیاده‌سازی شود. کالیبراسیون باید در چند سطح ولتاژ و جریان، PF نزدیک 1، PF القایی و خازنی و بار متعادل و نامتعادل انجام شود. در صورت نیاز، جبران دمایی نیز باید پیش‌بینی شود. نتایج باید با یک پاورآنالایزر مرجع یا منبع کالیبره‌شده مقایسه و خطای واقعی هر پارامتر به‌صورت عددی گزارش شود. پیمانکار باید دقت قابل دستیابی را به‌صورت عددی اعلام کند؛ عبارت‌هایی مانند «دقت بالا» کافی نیست. خروجی‌های مورد انتظار: شماتیک کامل بخش اندازه‌گیری طراحی PCB و فایل‌های ساخت BOM و شماره فنی قطعات محاسبات AFE، محدوده ورودی، نویز و خطا Firmware کامل و قابل کامپایل کدهای DSP و کالیبراسیون پروتکل ارتباطی و مستندات آن گزارش آزمون و مقایسه با مرجع دستورالعمل راه‌اندازی و کالیبراسیون مستندات ایمنی، حفاظت و ایزولاسیون فهرست محدودیت‌های واقعی سیستم کد نباید به کتابخانه اختصاصی و غیرقابل‌دسترس وابسته باشد، مگر این‌که فایل کامل و مجوز استفاده از آن تحویل شود. تقسیم هزینه‌ها: هزینه خرید قطعات، سفارش و ساخت PCB، تهیه سنسورهای جریان و سایر هزینه‌های مستقیم ساخت نمونه بر عهده شرکت است. خرید قطعات و سفارش PCB پس از تأیید شرکت انجام می‌شود و هیچ خریدی بدون تأیید قبلی قابل مطالبه نیست. هزینه طراحی سخت‌افزار، طراحی PCB، برنامه‌نویسی Firmware و DSP، پیاده‌سازی کالیبراسیون، اسمبل نمونه اولیه، تست و عیب‌یابی طراحی بر عهده پیمانکار است. منظور از هزینه اسمبل، هزینه نیروی انسانی و خدمات مونتاژ نمونه است و هزینه خود قطعات و PCB جداگانه توسط شرکت پرداخت می‌شود. لطفاً در پیشنهاد خود ارسال کنید: نمونه‌کار مشابه معماری پیشنهادی و قطعات اصلی روش محاسبه توان راکتیو و هارمونیک دقت قابل دستیابی تجهیزات آزمایشگاهی موجود زمان‌بندی و مبلغ پیشنهادی به تفکیک طراحی، Firmware، اسمبل و تست ریسک‌ها و محدودیت‌های فنی پروژه شرایط پشتیبانی پس از تحویل