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随着社会经济与科技水平的高速发展,电力需求逐年递增,特别是三相供电工商业用户对电力的需求快速上升,导致三相电能表的需求也呈急剧上升的趋势。传统的三相电能表存在计量精度低、可靠性差、显示内容简单、功能单一、人工抄表、生产效率低等缺陷,已经严重不能适应当今电力经济高速发展的需求。本文针对这些问题,进行一种新型三相智能电能表设计研究,提出以下一些有效的解决方案: ①选用速率高、容量大、硬件资源丰富的单片机R5F364AE,便捷地实现了丰富多样的软件功能,解决了传统单片机程序存储空间过小、功能简单、软件代码紧凑,不易维护修改的弊端。 ②EEPROM替换FRAM,简化电路,降低成本,有效规避不同器件间兼容性差的问题,提高存储器读写稳定性。 ③选用280段单片液晶驱动芯片BU97950FUV,简化电路,降低成本,显示驱动稳定性高,显示内容丰富,便于查阅更为丰富的电能表存储数据。 ④选用三相电能表专用集成高精度计量芯片ATT7022E,简化了计量电路,实现了单点校准法,为企业生产制造电能表提高了生产效率,节约了生产成本。 本文围绕以上几项内容,分别就三相电能表电能计量原理、三相电能表硬件设计、软件设计、系统调试及误差测试做了详细论述,完成了三相智能电能表整体设计及验证。 电能计量原理部分讨论了电能计量中的电网电压、电流、功率等有效值计算方法,三相电路电能计量计算方法。 硬件电路设计部分主要阐述了计量模块电路、电源供电电路、存储器电路、液晶显示电路、通讯电路等模块电路设计,并给出了对应的电路原理图设计。 软件程序设计部分阐述了电能表功能软件中的主程序、通讯模块、日历时钟模块、电能计量模块、最大需量模块、事件记录模块、液晶显示模块的程序设计。 系统调试及误差测试,介绍了产品PCB图及设计原则、样机实物图,详细介绍了单点校准法,并验证了计量误差符合设计要求。 通过样机测试及实际运行表明,本论文设计的三相智能电能表精度高、成本低、性能稳定可靠、显示内容丰富、功能多样化、有利于提高生产效率,满足国家电网智能电能表相关要求。同时,新型三相智能电能表既有利于电能表制造企业节约成本,也有利于电力供电部门便捷地管理维护。