Metodă de măsurare a parametrilor tensiunii de rețea

[UDAR]

Hai să încercăm să sistematizăm puțin . Să ne concentrăm deocamdată pe măsurarea tensiunii . Pur intuitiv , apreciez că estimarea valorii RMS din amplitudine față de măsurarea corectă , în cazul unei unde sinusoidale în linii mari dar totuși distorsionată , nu depășește 2-3%. La aceasta se mai adaugă erorile divizorului , ale ADC , etc . Să zicem că ne putem încadra în 4% . E acceptabil ? Menționez că aprecierea mea se bazează în principal pe forme de undă pe care eu le-am văzut . Nu pot garanta la modul general . Depinde de ce intră în tabloul de care vorbești . Dacă e aproape de generator sau de un transformator mare , deformarea e probabil mai mică . Dacă e la un capăt al unei linii cu mulți consumatori e mai rău.

 

Mențiune importantă . Metoda sugerată de tine - determin maximul și calculez RMS-ul - va da erori acceptabile doar în acest caz , undă sinusoidală relativ puțin distorsionată . Pe o undă puternic distorsionată sau nesinusoidală erorile pot fi mult mai mari . 

Editat Martie 18, 2016 de UDAR

[franzm]

Exista vreun motiv care împiedica folosirea convertoarelor RMS-to-DC dedicate?

http://web.mit.edu/6.301/www/LH0091.pdf

http://electronics.stackexchange.com/questions/27644/ics-that-convert-an-ac-signal-into-its-true-rms-value

http://www.onegentleman.biz/Hardware%20Design/AC%20Power%20Measurement/2013-AC%20Power%20Measurement.php

etc.

Editat Martie 18, 2016 de franzm

[Vizitator]

Va rog sa priviti pe secundarul unui transformator de retea oarecare cu un osciloscop forma sinusoidei si apoi sa apreciati distorsiunile reale

[UDAR]

Ce vrei să spui cu asta ? Evident că am văzut pe osciloscop cum arată , m-am și referit la acest lucru . 

[Vizitator dooctoor]

Folosirea convertoarelor RMS-DC în cazul meu nu e acceptabilă, se va complica circuitul dar nici nu am acces direct la astfel de componente "Exotice"

 

Despre forma tensiunii nu pot spune nimic, prefer să admit cel mai rău caz posibil, în unele cazuri poate fi sinusoidă "pură", alteori puternic distorsionată. Surse de zgomot vor fi multe, deoarece vor funcţiona în preajmă invertoare de frecvenţă de puteri mari (în unele cazuri 10-30kW).

 

 

Dispozitivul are rol de protejare a sarcinilor în caz că tensiunea nu se  încadrează în domeniul admisibil setat.

În acest caz după părerea mea, nu contează atît forma cît amplitudinea ca să nu iasă din funcţie echipamentul.

 

Ce părere aveţi despre integrarea semnalului folosind metodă soft, şi determinarea valorii medii aproximate

[UDAR]

Păi eu din capul locului am crezut că vrei să faci așa . Dar apoi ai venit cu amplitudinea ... 

La 50Hz implementarea acestui algoritm nu implică nici un fel de dificultate nici cu µC ieftine , darămite cu ce vrei tu să folosești . 

[Vizitator dooctoor]

Bine. Pînă aici e clar.

 

Îniţial m-am gîndit să tai o alternanţă, şi să verific amplitudinea folosind la intrare doar un divizor de tensiune.

 

Pentru a măsura ambele alternanţe trebuie să folosesc alt circuit de intrare sau să merg mai departe prin măsurarea unei semialternanţe.

[UDAR]

E păcat să nu faci o măsurare absolut corectă , fie și numai de amorul artei . Uzual se pune un divizor pe alternativ apoi se separă componenta alternativă cu un condensator . Semnalul rezultat se ”shift-ează” cu o valoare continuă încât să ne încadrăm cu semnalul util în plaja ADC-ului . Nu e deci obligatoriu să faci o redresare dublă alternanță cum fac convertoarele RMS-DC specializate . 

[Vizitator dooctoor]

shift-area sa o fac cu un AO?

[UDAR]

Preferabil , dar s-ar putea să fie suficient să pui pur și simplu un divizor cu rezistențe relativ mari care să ducă Vdd/2 pe pinul de intrare al ADC . Vei avea astfel acolo Vdd/2 + U(t) . Dacă U(t) este limitată între - Vdd/2 și +Vdd/2 ai rezolvat problema . Sigur , rezistențele din acest al doilea divizor interferează cu cele din divizorul de intrare . Dacă condensatorul e destul de mare , ele apar practic în paralel, se recalculează/ajustează  divizorul de intrare . 

 

PS Am vorbit de Vdd/2 . Poate e mai bine Vref/2 , depinde . 

 

PPS Avantajul operaționalului e că îți permite să ai disponibilă pentru măsurare tensiunea de shift-are ( eventual aceeași pentru toate trei intrările ) . În felul acesta , cu prețul a încă un canal ADC ce-i drept, elimini practic complet erorile legate de această tensiune . 

 

PPPS După ce ai făcut shift-area ai la intrare o mărime de tip DC+AC . Poți să integrezi pentru asta și la coadă să aplici formula de (des)compunere : Uac = sqrt(Utotal² - Udc²) sau poți să scazi tensiunea de shift-are la fiecare eșantion . 

Editat Martie 19, 2016 de UDAR

[Vizitator dooctoor]

La moment pe prototip am utilizat ca Vref tensiunea de la VCC=3,3V

Dispozitivul se alimenteaza prin condensator de la fiecare faza mai intii fac 24VDC ca sa alimentez si un releu micut pentru a comanda cu contactorul central, apoi din 24V obtin 3,3V pentru MCU.

Cred ca o sa optez pentru obtiunea cu AO, ma gindesc la MCP602, sau se poate si ceva mai eftin?

Cam aşa arată versiunea prototip. Spaţiul e limitat, şi asta e problema

 

[UDAR]

Nu înțeleg faza cu 24VDC - presupun că nu prin divizoarele de măsură faci asta . 

Ca operațional trebuie în principiu un rail-to-rail și la intrare și la ieșire pentru a exploata la maxim plaja de măsură deci MCP602 nu e cel mai indicat . Cred că un operațional quadruplu ar fi indicat ( trei intrări + tensiunea continuă ) , offset-ul poate fi corectat soft , viteza nu trebuie mare deci cred că și un MCP6004 ar ajunge . Sigur , trebuie o analiză mai atentă decât am făcut eu aici sau testare - de preferat . 

[Vizitator dooctoor]

Operationale care să funcţioneze la 3,3V multe obţiuni nu am. De obicei în unele aplicaţii am utilizat acest AO ca circuit de intrare

[UDAR]

Schema asta e multiplicată cu trei ? ( Așa apare în poză ) Dacă da , de ce ? Unde ai divizoarele de măsură în poză ? 

[Vizitator dooctoor]

Da este multiplicata cu 3, deoarece, doresc ca el să funcţioneze dacă este prezentă cel puţin o fază, (M-am inspirat de la un dispozitiv asemănător). Pe partea de alimentare aş putea încerca şi LNK304

 

Divizoarele de măsură le-am postat mai înainte, luni o să continui lucrul, voi face o simulare cu AO MCP6004