Измерения cosF

[Гость sirius]

Добрый вечер!

Появилась задача, в одном устройстве на микроконтроллере добавить функцию контроля за сухим ходом погружного водяного насоса. Не хочется устанавливать механические приспособления, большой соблазн все запихнуть в одну коробочку.

Насколько мне известно, коэффициэнт мощности подобных насосов резко меняется при переходе на холостой ход. Достаточно отслеживать cosF c небольшой точностью, что бы принимать решение о аварийном режиме. Меня интересует сам алгоритм измерения, как обычно, все пошло не туда. 

На Аттини2313 собрал стенд.

Алгоритм такой:

1) Детекторы нуля напряжения и тока на компараторе.

2) Фиксирование ноля на выходе компараторов

3) При срабатывании одного из них - определяем направление сдвига фаз, и запускаем таймер.

4) При срабатывании второго детектора -  остановка таймера - перевод задержки в угол сдвига с помощью таблицы.

Несмотря на примитивщину, стенд адекватно оценивает сдвиг на нагрузках с одним типом составляющей (С или L), типа вентилятор ВН-2, трехфазный асинхронный мотор.

Но при тестировании на наждаке (асинхронный мотор с фазосдвигающим конденсатором), который по концепции сходится с водяным насосом, прибор показывает полную ерунду. Проверка с осциллорафом показала, что детектор тока при определенной нагрузке наждака начинает сбоить, давать несколько импульсов за период и сбивать математику микроконтроллера.

1) Режим холостого хода наждака, красный меандр - детектор нуля напряжение, желтый - тока. 

2) При увеличении нагрузки, сдвиг уменьшается, но на  средней нагрузкой проявляется глюк детектора тока и все ломает.

 

В общем, нуждаюсь в совете, как правильно обуздать детектор тока при подобных нагрузках, или вообще сменить принцип измерения.

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[IMXO]

сменить принцип,  по сути АС двигатель это трансформатор вторичной обмоткой которого является короткозамкнутые витки на роторе, при увеличении нагрузки на валу АС , падает индуктивность первичной обмотки, те обмотки статора.
величина косинуса на шильдике АС приведена для номинальной нагрузки АС , на холостом ходе она около 0,35..0,55 , на заклиненном АС   0,95..0,98

отсюда абсолютно не требуется измерять косинус, достаточно измерить средний действующий ток , установить приделы Imin=1.15*Ixx и Imax=1.15Inom  , а также ввести две задержки на отключение: первую при пуске АС 1..5сек и вторую при выходе за приделы установки тока 0,5...3сек.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Гость sirius]

Эксперименты с измерением тока на асинхронных двигателях показали, что абсолютное значение тока мало отличается на холостом режиме и номинальном, меняется лишь полная мощность, а здесь опять возвращаемся к сдвигу фаз. 

Хотелось попроще, на данный момент моих знаний не хватит на онлайн оцифровку значений тока и напряжений, да и микроконтроллер нужно пожирнее, я уже не говорю, что в готовом девайсе с 2313 нету АЦП. 

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[IMXO]

12 часов назад, Гость sirius сказал:

что абсолютное значение тока мало отличается на холостом режиме и номинальном

о как... и амперметры на станках для контроля нагрузки от нехренделать ставят.

 

12 часов назад, Гость sirius сказал:

2313 нету АЦП

для этой задачи он на не нать, достаточно компаратора.

[Александр_1976]

вот с этой схемы http://kazus.ru/shemes/showpage/0/104/  или http://www.radioway.ru/1990/05/yelektronnyi_fazometr.html выкинуть триггер ТМ2, и получится хороший фазометр, без математики.

Отслеживать по напряжению на выходе.

Ещё вариант схемы: http://www.radioway.ru/1984/12/fazometr_na_mikroshemah.html

 

[Гость sirius]

9 часов назад, IMXO сказал:

о как... и амперметры на станках для контроля нагрузки от нехренделать ставят.

Безусловно, я не прав с таким утверждением, но ряд экспериментов с асинхронными машинами и токовым клещами с True RMS показали, что значения тока мало меняются (10%) от холостого режима до 40-50% нагрузки, зато коэффициент мощности гуляет в большом диапазоне.

 

9 часов назад, Александр_1976 сказал:

вот с этой схемы http://kazus.ru/shemes/showpage/0/104/  или http://www.radioway.ru/1990/05/yelektronnyi_fazometr.html выкинуть триггер ТМ2, и получится хороший фазометр, без математики.

Ещё вариант схемы: http://www.radioway.ru/1984/12/fazometr_na_mikroshemah.html

 

 Спасибо, но все это основано на одинаковых принципах, и не будет нормально работать на сетях заваленных мусором, в чем я и убедился сев осциллографом на трансформатор тока.

 

Красный график - выход прямо с  трансформатора тока

Желтый график - выход с детектора нуля.

Видео начинается с холостого хода наждака и периодической нагрузки. Видно, как в моменты двойных переходов через ноль, глючит детектор нуля. Извините за формат и качество.

 

 

[Александр_1976]

@Гость sirius, Как раз будет работать. Этим схемам дребезг не страшен, он только немного исказит результат. Они отслеживают процент времени расхождения и совпадения фаз.

А учитывая, что на представленном видео дребезг симметричный - результат будет без искажений.

Изменено 10 октября, 2020 пользователем Александр_1976

[Гость (-:]

Для случая с наждаком нужен гистерезис в детекторе величиной приблизительно в (+-)пол-клетки осциллографа. С насосом может быть другая картина.

Для насоса режим "пол-нагрузки" если и будет, то кратковременный - пока сам себя не осушит (хотя может периодически "хлебать"). По аналогии с наждаком: либо холостой ход, либо значительная (в зависимости от напора и производительности) нагрузка.

2 часа назад, Гость sirius сказал:

Видео

Пятая гармоника?!!!!!!! Откуда?!! А что если изменить емкость конденсатора?

[IMXO]

 

3 часа назад, Гость sirius сказал:

что значения тока мало меняются (10%) от холостого режима до 40-50% нагрузки

@Гость sirius  у вас даже на графике видно увеличение тока,  и когда вы это усредните  вполне сможете это отслеживать компаратором, а поймать переход при наличии такого количества гармоник вряд ли получится, хотя можете попробовать ввести в детектор перехода гестирезис

[Гость :-(]

1 час назад, IMXO сказал:

при наличии такого количества гармоник

Она одна - пятая.

1 час назад, IMXO сказал:

ввести в детектор перехода гестирезис

И это я где-то слышал.

?????????????модер???????????