Description

Three Phase Bidirectional Embedded Power Metering Module – 3 Phase AC Voltage Current Collection Electric Energy Monitoring Module

Monitor and measure electrical parameters in three-phase systems with precision using this Three Phase Bidirectional Embedded Power Metering Module, a professional-grade energy monitoring solution designed for industrial, commercial, and residential applications. This compact module accurately measures voltage, current, power, energy consumption, power factor, and frequency in three-phase AC circuits, providing comprehensive electrical data for energy management systems, smart grid applications, industrial automation, and building energy monitoring .

The module supports bidirectional energy measurement, allowing it to measure both imported and exported energy—essential for applications involving solar PV systems, battery storage, EV charging stations, and grid-tied inverters . With high measurement accuracy and wide input ranges, this module can monitor three-phase circuits with voltages up to 250V AC (phase-to-neutral) or 450V AC (phase-to-phase) and currents up to 5A or higher with external current transformers . The embedded design allows for easy integration into existing electrical panels, DIN rail enclosures, or custom equipment .

Communication is handled via standard serial interfaces (RS485 Modbus RTU or TTL UART), enabling seamless integration with PLCs, data loggers, IoT gateways, and building management systems . The module typically uses the Modbus RTU protocol, making it compatible with a wide range of industrial automation and energy monitoring software . Whether you’re implementing a factory energy management system, monitoring solar generation, or optimizing commercial building energy usage, this three-phase power metering module provides the accurate, real-time data you need .

Key Features

Three-Phase Voltage and Current Measurement

Measures all three phases (A, B, C) simultaneously, providing comprehensive monitoring of voltage (phase-to-neutral and phase-to-phase), current, active power, reactive power, apparent power, power factor, frequency, and bidirectional active energy .

Bidirectional Energy Measurement

Supports bidirectional energy metering, measuring both forward (imported) and reverse (exported) energy, essential for solar PV systems, battery storage, EV charging, and net metering applications .

High Measurement Accuracy

Delivers Class 1 accuracy or better for active energy measurement, ensuring reliable data for energy billing, efficiency analysis, and system optimization .

Wide Voltage and Current Range

Accepts voltage inputs up to 250V AC (phase-to-neutral) / 450V AC (phase-to-phase) and current inputs up to 5A (expandable with external CTs), suitable for direct connection to most low-voltage three-phase systems .

RS485 Modbus RTU Communication

Standard RS485 interface with Modbus RTU protocol enables long-distance communication (up to 1200 meters) and multi-device networking, allowing up to 247 meters on a single bus .

Compact Embedded Design

Small form factor (typically DIN-rail mountable or PCB-mount) allows for easy integration into electrical panels, switchgear, and custom equipment without taking up excessive space .

Real-Time Data Logging

Continuously measures and updates electrical parameters in real time, providing instantaneous readings for monitoring and control applications .

Low Power Consumption

Designed for continuous operation with minimal self-consumption, making it suitable for long-term energy monitoring without significant parasitic losses .

Wide Operating Temperature Range

Industrial-grade components rated for operation in demanding environments, typically from -20°C to +70°C .

Easy Integration with Energy Management Systems

Modbus RTU protocol ensures compatibility with PLCs, SCADA systems, IoT gateways, home automation controllers, and popular energy monitoring software .

Specifications

Pin Configuration

Voltage Input Terminals

Current Input Terminals

Communication and Power

Wiring Diagram

Three-Phase Four-Wire Connection (3P4W)

Power Source                    Meter Module                    Load
─────────────────              ──────────────                  ────
Phase A ───────────────► VA ──┐                ┌── IA+ ◄──────┐
                     ┌────────┘                └── IA- ──────┐│
                     │ IA+ ◄──────────────────────────────────┼┼─ Phase A Load
                     │ IA- ───────────────────────────────────┘│
                     │                                          │
Phase B ───────────────► VB ──┐                ┌── IB+ ◄──────┐│
                     ┌────────┘                └── IB- ──────┐│
                     │ IB+ ◄──────────────────────────────────┼┼─ Phase B Load
                     │ IB- ───────────────────────────────────┘│
                     │                                          │
Phase C ───────────────► VC ──┐                ┌── IC+ ◄──────┐│
                     ┌────────┘                └── IC- ──────┐│
                     │ IC+ ◄──────────────────────────────────┼┼─ Phase C Load
                     │ IC- ───────────────────────────────────┘│
                     │                                          │
Neutral ───────────────► VN ────────────────────────────────────┴─ Neutral Load

Modbus Communication

Supported Modbus Commands

Typical Register Map (Varies by Manufacturer)

Reading Data via Modbus (Example Code – Python)

import minimalmodbus
import time

# Configure instrument
instrument = minimalmodbus.Instrument('/dev/ttyUSB0', 1)  # Port, slave address
instrument.serial.baudrate = 9600
instrument.serial.bytesize = 8
instrument.serial.parity = minimalmodbus.serial.PARITY_NONE
instrument.serial.stopbits = 1
instrument.serial.timeout = 1

def read_three_phase_power():
    try:
        # Read voltage for each phase
        v_a = instrument.read_float(0x0000, 3, 2)  # Register, decimals, signed
        v_b = instrument.read_float(0x0002, 3, 2)
        v_c = instrument.read_float(0x0004, 3, 2)
        
        # Read current for each phase
        i_a = instrument.read_float(0x0006, 3, 2)
        i_b = instrument.read_float(0x0008, 3, 2)
        i_c = instrument.read_float(0x000A, 3, 2)
        
        # Read total power
        total_power = instrument.read_float(0x000C, 3, 2)
        
        # Read power factor
        pf = instrument.read_float(0x0012, 3, 2)
        
        # Read frequency
        freq = instrument.read_float(0x0014, 3, 2)
        
        print(f"Voltage: A={v_a:.1f}V, B={v_b:.1f}V, C={v_c:.1f}V")
        print(f"Current: A={i_a:.1f}A, B={i_b:.1f}A, C={i_c:.1f}A")
        print(f"Total Power: {total_power:.1f}W")
        print(f"Power Factor: {pf:.2f}")
        print(f"Frequency: {freq:.1f}Hz")
        print("-" * 40)
        
    except Exception as e:
        print(f"Error reading data: {e}")

while True:
    read_three_phase_power()
    time.sleep(2)

Common Applications

• Industrial energy management and monitoring

• Solar PV system monitoring (bidirectional)

• EV charging station energy metering

• Battery storage system monitoring

• Building energy management systems (BEMS)

• Data center power monitoring

• Factory and machinery power analysis

• Smart grid and microgrid applications

• Commercial building sub-metering

• Laboratory and test equipment power measurement

Important Usage Notes

• Always use appropriate external current transformers (CTs) for currents exceeding 5A

• Ensure correct phase sequence and polarity for accurate measurement

• For bidirectional measurement, CT orientation is critical for proper direction detection

• Use shielded twisted-pair cable for RS485 communication in noisy environments

• Terminate the RS485 bus with 120Ω resistors at both ends for long cable runs

• Do not exceed maximum input voltage to prevent damage

• The module requires an external power supply; verify voltage requirements before connection

• For three-phase four-wire systems, connect neutral (VN) for accurate phase-to-neutral measurements

Package Contents

• 1 x Three Phase Bidirectional Power Metering Module

وحدة قياس طاقة مدمجة ثنائية الاتجاه ثلاثية الطور – وحدة مراقبة طاقة كهربائية لجهد وتيار ثلاثي الطور

راقب وقس المعلمات الكهربائية في الأنظمة ثلاثية الطور بدقة باستخدام وحدة قياس الطاقة المدمجة ثنائية الاتجاه ثلاثية الطور، وهو حل احترافي لمراقبة الطاقة مصمم للتطبيقات الصناعية والتجارية والسكنية. تقيس هذه الوحدة المدمجة بدقة الجهد والتيار والطاقة واستهلاك الطاقة وعامل القدرة والتردد في دوائر التيار المتردد ثلاثية الطور، مما يوفر بيانات كهربائية شاملة لأنظمة إدارة الطاقة وتطبيقات الشبكة الذكية والأتمتة الصناعية ومراقبة طاقة المباني .

تدعم الوحدة قياس الطاقة ثنائي الاتجاه، مما يسمح لها بقياس كل من الطاقة المستوردة والمصدرة – وهو أمر ضروري للتطبيقات التي تشمل أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية وتخزين البطاريات ومحطات شحن المركبات الكهربائية والعواكس المرتبطة بالشبكة . مع دقة قياس عالية ونطاقات دخل واسعة، يمكن لهذه الوحدة مراقبة الدوائر ثلاثية الطور بجهود تصل إلى 250V AC أو 450V AC وتيارات تصل إلى 5 أمبير أو أعلى مع محولات تيار خارجية . يسمح التصميم المدمج بسهولة التكامل في اللوحات الكهربائية الحالية أو حاويات قضبان DIN أو المعدات المخصصة .

يتم الاتصال عبر واجهات تسلسلية قياسية، مما يتيح تكاملًا سلسًا مع PLCs ومسجلات البيانات وبوابات إنترنت الأشياء وأنظمة إدارة المباني . تستخدم الوحدة عادة بروتوكول Modbus RTU، مما يجعلها متوافقة مع مجموعة واسعة من برامج أتمتة الصناعة ومراقبة الطاقة . سواء كنت تنفذ نظام إدارة طاقة في المصنع أو تراقب توليد الطاقة الشمسية أو تحسن استخدام الطاقة في المباني التجارية، فإن وحدة قياس الطاقة ثلاثية الطور هذه توفر البيانات الدقيقة في الوقت الفعلي التي تحتاجها .

المميزات الرئيسية

قياس جهد وتيار ثلاثي الطور

تقيس جميع الأطوار الثلاثة في وقت واحد، مما يوفر مراقبة شاملة للجهد والتيار والطاقة الفعالة والطاقة التفاعلية والطاقة الظاهرية وعامل القدرة والتردد والطاقة النشطة ثنائية الاتجاه .

قياس طاقة ثنائي الاتجاه

تدعم قياس الطاقة ثنائي الاتجاه، وقياس كل من الطاقة الأمامية والخلفية، وهو أمر ضروري لأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية وتخزين البطاريات وشحن المركبات الكهربائية وتطبيقات القياس الصافي .

دقة قياس عالية

تقدم دقة Class 1 أو أفضل لقياس الطاقة النشطة، مما يضمن بيانات موثوقة لإعداد فواتير الطاقة وتحليل الكفاءة وتحسين النظام .

نطاق جهد وتيار واسع

تقبل مدخلات جهد تصل إلى 250V AC وجهد طور-طور يصل إلى 450V AC ومدخلات تيار تصل إلى 5 أمبير، مناسبة للتوصيل المباشر بمعظم الأنظمة ثلاثية الطور منخفضة الجهد .

اتصال RS485 Modbus RTU

واجهة RS485 قياسية مع بروتوكول Modbus RTU تتيح الاتصال لمسافات طويلة والشبكات متعددة الأجهزة .

تصميم مدمج قابل للتضمين

عامل شكل صغير يسمح بسهولة التكامل في اللوحات الكهربائية والمعدات المخصصة دون شغل مساحة كبيرة .

تسجيل بيانات في الوقت الفعلي

تقيس وتحدث المعلمات الكهربائية باستمرار في الوقت الفعلي، مما يوفر قراءات فورية لتطبيقات المراقبة والتحكم .

استهلاك طاقة منخفض

مصمم للتشغيل المستمر باستهلاك ذاتي ضئيل، مما يجعله مناسبًا لمراقبة الطاقة طويلة الأجل .

نطاق درجة حرارة تشغيل واسع

مكونات بجودة صناعية مصنفة للتشغيل في البيئات الصعبة، عادة من -20 درجة مئوية إلى +70 درجة مئوية .

تكامل سهل مع أنظمة إدارة الطاقة

يضمن بروتوكول Modbus RTU التوافق مع PLCs وأنظمة SCADA وبوابات إنترنت الأشياء وأجهزة التحكم في أتمتة المنزل وبرامج مراقبة الطاقة الشائعة .

المواصفات الفنية

تكوين الأطراف

أطراف جهد الدخل

أطراف تيار الدخل

الاتصال والطاقة

التطبيقات الشائعة

• إدارة ومراقبة الطاقة الصناعية

• مراقبة أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية

• قياس طاقة محطات شحن المركبات الكهربائية

• مراقبة أنظمة تخزين البطاريات

• أنظمة إدارة طاقة المباني

• مراقبة طاقة مراكز البيانات

• تحليل طاقة المصانع والآلات

• تطبيقات الشبكة الذكية والشبكات الصغيرة

• القياس الفرعي للمباني التجارية

محتويات العلبة

• 1 × وحدة قياس طاقة ثلاثية الطور ثنائية الاتجاه