Измерение Среднеквадратичного Значенения Напряжения Переменного Тока

[my504]

Не, у меня нету готовых. Тем более реализация будет зависеть от типа контроллера. Если младшие модели, то через retlw, но так можно только в пределах одной страницы (256). А дальше начинаются заморочки. Вообще то я обычно такие вещи ищу на microchip.com. Там в конференции есть ВСЕ. Правда на английском.

[Реклама]

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

[span]

...средние квадраты нужно считать только прямым способом

1 Поясните пожалуйста, а какие достоинства будет иметь стабилизатор напряжения без искажения синусоиды, если в нем использовать измерение среднеквадратического значения напряжения, а не средневыпрямленного – погрешность-то вряд ли будет меньше.

2 Проще же измерять амплитудное значение напряжения полупериода и его (без всяких преобразований) сравнивать с уставкой.

Успехов!

[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

[my504]

Без искажений, конечно нужно применять средневыпрямленное. Но у человека тиристорный стабилизатор с отводами.

[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

[my504]

Без искажений, конечно нужно применять средневыпрямленное. Но у человека тиристорный стабилизатор с отводами.

Черт! Ответил spanу и забыл идейку по теме. Можно загнать в таблицу пересчетные коэффициенты со среднего в среднеквадратичные при разных формах сигнала на выходе, т.е. будет таблица корректировок. Т.к. пик имеет информацию об углах зажигания симисторов, то идея вполне реализуема.

Кстати дело не в искажениях синусоиды, а в детерминированности формы сигнала. К примеру, для пилы то же не нужно считать средние квадраты , а есть коэффициент к амплитуде.

Изменено 30 сентября, 2007 пользователем my504

[span]

Ответил spanу ...

1 Согласен, однако есть НО. Регулировка, как я понял, производится коммутацией отводов (авто)трансформатора посредством симисторных ключей, причем в начале полупериода (при переходе тока через ноль - а иного и не дано, при такой мощности и фазовом управлении симисторами избавиться от помех весьма проблематично) и в течение полупериода система остается неизменной. В этой связи не ясно:

1) Почему искажена синусоида?

2) Насколько велики и закономерны искажения?

3) Симметричны ли искажения относительно амплитудного значения (т.е. одинаковы ли по форме "левая" и "правая" половинки полуволны)?

Известно, что "лечение" существенно упрощается, если понятна причина "болезни". Возможные (на мой взгляд) причины:

а) значительная нелинейность нагрузки;

б) насыщение сердечника (т.е. нелинейность) автотрансформатора;

в) неидеальность ключей (т.е. влияние остаточного напряжения на открытых симисторах).

2 Сделал оценку изменения отношения СКЗ/СВЗ для двух значений нелинейности - 5% и 10% (рассматривал самый жесткий вариант - только 3-я гармоника):

КНИ = 0 СКЗ/СВЗ = 1,129

КНИ = 5% СКЗ/СВЗ = 1,110...1,146 (в зависимости от начальной фазы 3-ей гармоники), т.е. относительная ошибка с СКЗ/СВЗ при КНИ = 0 составляет от -1,7% до +1,5%.

КНИ = 10% СКЗ/СВЗ = 1,098...1,146, т.е. относительная ошибка с СКЗ/СВЗ при КНИ = 0 составляет от -2,8% до +1,5%.

Поскольку, в соответствии с требованиями к качеству электроэнергии (ГОСТ 13109-97), суммарный КНИ не должен превышать 8%, а КНИ для 3-ей гармоники - 5%, то можно сделать вывод о требованиях к точности преобразователя СКЗ, чтобы он давал преимущество перед преобразователем СВЗ.

Успехов!

[my504]

Не возражаю, но упоминание автором необходимости мерять со скоростью 180 град на измерение, наводит на мысль о непрерывном регулировании в виде переменного угла зажигания на тиристор "вольтодобавки". Т.е. часть обмотки скоммутирована непрерывно, а последний текущий отвод дает ступеньку в течении полуволны. Так обычно управляют двигателями переменного тока. Хотя может я и неправ...

Изменено 1 октября, 2007 пользователем my504

[MASTER KRIM]

Ответил spanу ...

1 Согласен, однако есть НО. Регулировка, как я понял, производится коммутацией отводов (авто)трансформатора посредством симисторных ключей, причем в начале полупериода (при переходе тока через ноль - а иного и не дано, при такой мощности и фазовом управлении симисторами избавиться от помех весьма проблематично) и в течение полупериода система остается неизменной. В этой связи не ясно:

1) Почему искажена синусоида?

2) Насколько велики и закономерны искажения?

3) Симметричны ли искажения относительно амплитудного значения (т.е. одинаковы ли по форме "левая" и "правая" половинки полуволны)?

Известно, что "лечение" существенно упрощается, если понятна причина "болезни".

Вы немножко ушли от темы!

Проблема, "болезнь", в том , что синусоида на входе( в розетке) не идеальный синус, хотя полуволны симмитричны. Вот поэтому если отталкиваться от амплитуды и вводить коэффициент толку не будет, сама форма напряжения может быть разной и даже меняться с течением времени. Я сталкивался с колоколообразной формой в домах ( видимо малое сечение подводящего кабеля и большое количество потребителей на ветке от подстанции). Вот почему надо вычислять именно действующее значение. Среднее ближе всего, но тоже дают отличее от СКЗ. Никак с симисторами это не связано.

Замер входящего напряжения идёт с отдельного понижающего трансформатора. До входа на МК там жёсткие пропорции и форма напряжения не меняется. Грубо говоря это те же 220 вольт только в масштабе (где-то 1:100). Порсто никто видимо не рассматривал внимательно осцелограмму сетевого напряжения, тем более не у всех есть возможность сравнить её с идеальной синусоидой.

Я сохранял картинку цифровым осцелом и затем накладывал их друг на друга.

При одном и том же значении напряжения (СКЗ обычным китайцем мерил) амплитуда разная!!!

А мне надо чтобы и МК мерил также как китаец, хотябы.

Проблема в том, что при возведении в квадрат мы получим 3-байтное число(500*500=250000, а как корень из него извлечь, готовой процедуры тоже у меня нет.

Вот и ломаю голову.

Поможите люди добри!!!

[MASTER KRIM]

Не возражаю, но упоминание автором необходимости мерять со скоростью 180 град на измерение, наводит на мысль о непрерывном регулировании в виде переменного угла зажигания на тиристор "вольтодобавки". Т.е. часть обмотки скоммутирована непрерывно, а последний текущий отвод дает ступеньку в течении полуволны. Так обычно управляют двигателями переменного тока. Хотя может я и неправ...

180 град это просто время одного полупериода в котором и надо определить действующее значение, а вот исходя из этого значения и принимается решение о переходе на ту или иную ступень.

То есть, если напряжение подскочило, мы его уменьшаем путём подключения на отвод ниже, упало(провалилось в момент пуска холодильника, кондишки и тд) поднимаем. И чем быстрее мы вычислим это значение( а минимум зто 10 мсек, одна полуволна) тем стабильнее будет напряжение на выходе.

[Migray]

Как вариант, скачай IAR для ПИК, напиши там свою математику на Си, откомпили и посмотри, что он там наворотит.

В свое время на ПИКе я так выдирал п/п умножения и деления.

Возможно что вариант компиляции тебя устроит.

В крайнем случае у тебя будет алгоритм, который ты уже сможешь подправить.

Изменено 1 октября, 2007 пользователем Migray

[span]

Проблема, "болезнь", в том , что синусоида на входе( в розетке) не идеальный синус, хотя полуволны симмитричны. Вот поэтому если отталкиваться от амплитуды и вводить коэффициент толку не будет, сама форма напряжения может быть разной и даже меняться с течением времени.

Сие допустимо, см. выше "... суммарный КНИ...". То, что с использованием амплитуды могут быть проблемы - согласен, хотя все зависит от потенциального потребителя - для некоторых более важным параметром является именно амплитуда, а не эффективное значение питающего напряжения.

...видимо малое сечение подводящего кабеля и большое количество потребителей на ветке от подстанции...

Спектр сигнала в ЛИНЕЙНЫХ цепях не меняется. Искажение синусоиды это либо следствие нелинейной нагрузки, либо перегрузки трансформатора подстанции.

Порсто никто видимо не рассматривал внимательно осцелограмму сетевого напряжения...

Это излишне - есть приборы для измерения параметров качества электроэнергии, которые, в том числе, измеряют КНИ.

...СКЗ обычным китайцем мерил...

Каким, если не секрет? Просто большинство мультиметров (да и милливольтметров переменного тока) измеряют СВЗ переменного напряжения, а проградуированны в СКЗ напряжения синусоидальной формы.

...а как корень из него извлечь, готовой процедуры тоже у меня нет...

Зачем его извлекать - сравнивайте с уставкой (или уставками - для каждого ключа своей) непосредственно сумму квадратов.

Успехов!

[MASTER KRIM]

Как вариант, скачай IAR для ПИК, напиши там свою математику на Си, откомпили и посмотри, что он там наворотит.

В свое время на ПИКе я так выдирал п/п умножения и деления.

Возможно что вариант компиляции тебя устроит.

В крайнем случае у тебя будет алгоритм, который ты уже сможешь подправить.

Спасибо. Я сам электронщик, прогу пишет програмист, но у него нет п/п извлечения корня.

Вот я и помогаю решить эту проблему.

А п/п умножения и деления, если не сложно, можешь свои кинуть мне на мыло или здесь?!

У нас есть, но может у тебя они пошустрее работают.

[Migray]

Это было давно, все похоже утеряно.

Помню что специально для этого IAR для ПИК скачивал.

Сам ПИК не использую уже черт знает сколько, у NEC есть умножитель/делитель, и ес-но мне эти п/п в последнее время не нужны были.

На выходных буду разгребать хлам на одном из старых винтов, если встретится - выложу.

В теме Защита Холодильника И Кондиционера давно ждут схему из этого устройства, а схема и прога у меня в одном каталоге были.

Только вероятность обнаружения этого всего очень мала, много лет уже прошло

Изменено 1 октября, 2007 пользователем Migray

[131959G]

Интересная у Вас тема. Разрешите пофлудить.

Мне кажется что львиная доля энергии периодического сигнала будет в гармониках с мелкими номерами. Если их амплитуды проанализировать то возможно все упростится. Выделить гармоники можно и аппаратно.

Кстати о гармониках. Нельзя забывать о том что энергетики по проводам не только электроэнергию передают и вообще с гармониками в сети могут быть трудности.

http://www.abok.ru/for_spec/articles.php?n...p;version=print

Изменено 1 октября, 2007 пользователем 131959G

[MASTER KRIM]

... для некоторых более важным параметром является именно амплитуда, а не эффективное значение питающего напряжения.

Спектр сигнала в ЛИНЕЙНЫХ цепях не меняется. Искажение синусоиды это либо следствие нелинейной нагрузки, либо перегрузки трансформатора подстанции.

... есть приборы для измерения параметров качества электроэнергии, которые, в том числе, измеряют КНИ.

Просто большинство мультиметров (да и милливольтметров переменного тока) измеряют СВЗ переменного напряжения, а проградуированны в СКЗ напряжения синусоидальной формы.

Зачем его извлекать - сравнивайте с уставкой (или уставками - для каждого ключа своей) непосредственно сумму квадратов.

Я уже писал

При одном и том же значении напряжения (СКЗ обычным китайцем мерил) амплитуда разная!!!

А мне надо чтобы и МК мерил также как китаец, хотябы.

А спектр сигнала в ЛИНЕЙНЫХ цепях не меняется только в теории, на практике он никогда не постоянен.

А качество электроэнергии мне и не надо замерять. Я осцелом увидел причину "болезни". При одном и том же значении СКЗ, СВЗ может сильно отличаться.

Замеряю M890G, APPA 99II, VC9805A и др. Все они дают показания с разностью в 1-2 вольта между собой, но с МК до 20-50 воль доходит. Когда подкоректирую делителем то терпимо, но это надо делать каждый раз на новом месте. Да и со временем всё равно показания начинают отличаться ( видимо КНИ тоже меняется).

Сумму квадратов можно попробовать использовать, но показания ещё и на дисплей выводятся, это ж какую таблицу делать надо?!

Будем пробовать.

Интересная у Вас тема. Разрешите пофлудить.

У Вас получилось!!!

Вопрос изначально стоит в способе вычисления действующего (среднеквадратичного) значения переменного напряжения в каждом п/периоде на МК PIC.

Изменено 1 октября, 2007 пользователем MASTER KRIM

[my504]

+1

Спектр, о котором идет речь, в линейных цепях МЕНЯЕТСЯ, да еще как... Конечно новых палок не появляется, за то их соотношение...

Можно сигнал не узнать после иных линейных цепей.

Может тогда выделить аппаратно чистый синус 50 Гц, на него таблицей найти квадрат, а остальные гармоники считать как одну, т.е. сумму в квадрат. Тогда выборки нужно делать от выпрямленного напряжения. Таким образом средние квадраты из временной области перейдут в спектральную. Я думаю, что выбирая небольшую постоянную времени выпрямителя, можно почти ничего не потерять в быстродействии регулятора.

Изменено 1 октября, 2007 пользователем my504

[131959G]

...У Вас получилось!!!

Вопрос изначально стоит в способе вычисления действующего (среднеквадратичного) значения переменного напряжения в каждом п/периоде на МК PIC.

На МК PIC не пробовал. А копать аппаратуру ИКМ регулярно приходится. В принципе - это очень близкая тема. Квадраты высчитывать наверно будет тяжело. Но мне кажется все можно заменить простым сложением. Возможно я и не прав. Еще раз извиняюсь - я не в теме. Если чего нибудь придумаю - выложу.

[MASTER KRIM]

Есть один китайский девайс "Устройство защиты" называется. Для холодильников и т.д.

Так вот там в МК attiny26-16su сидит эта прога.

На 7 ножку заходит сетевое напряжение через обычный делитель напряжения и производится вычисление. Т.к. минусом МК сидит на втором общем проводе можно предположить что замер идёт в одной полуволне, вторая игнорируется.

Вот эту прошивку мне и надо.

Неужели китайцы умнее нас?

[MASTER KRIM]

А копать аппаратуру ИКМ регулярно приходится. В принципе - это очень близкая тема.

ИКМ - это что?

[my504]

импульсно-кодовая модуляция

А про китайский девайс, откуда известно, что они считают действующее значение?

Изменено 1 октября, 2007 пользователем my504

[span]

"...Замеряю M890G, APPA 99II и VC9805A и др. Все они дают показания с разностью в 1-2 вольта между собой, но с МК до 20-50 воль доходит..."

M890G и VC9805A измеряют СВЗ, APPA 99II - СКЗ. Выводов два:

1 - в случае измерения МК до влияния искажения формы синусоиды еще далеко - ошибка обусловлена чем-то другим;

2 - ошибка при измерении СВЗ составляет 1-2В. Если это допустимо, то и в МК можно ограничиться измерением СВЗ.

"...Да и со временем всё равно показания начинают отличаться ( видимо КНИ тоже меняется)..." - а оценивалась корреляция этих изменений и изменений разности результов измерений СКЗ (APPA 99II) и СВЗ (M890G или VC9805A)?

"...но показания ещё и на дисплей выводятся..." - но там ведь и такой скорости измерений не нужно - их то можно обновлять 1-2 раза в секунду.

Успехов!

Изменено 1 октября, 2007 пользователем span

[MASTER KRIM]

импульсно-кодовая модуляция

А про китайский девайс, откуда известно, что они считают действующее значение?

А не даёт отличий с вышеперечисленными приборами. Вывод сам собой напрашивается.

[131959G]

Я бы считал как на рисунке (только количество отсчетов N конечно значительно больше).

Все отсчеты сложить и разделить на N.

Для убедительности, можно провести прямую линию по 220 и сделать такое же количество отсчетов.

Сложить и разделить.

Полученные значения при увеличении количества отсчетов будут стремиться к равенству.

N лучше брать из ряда два в степени n. Легче будет делить числа цифровыми методами.

P.S. А про ИКМ советую почитать. Это Вам ОЧЕНЬ может помочь.

И теорему Котельникова и про Фурье обязательно почитайте.

Возможно я не в теме, но Вам проще всего мерять площадь полуволны и это по моему

и будет действующим значением. И как мне кажется вполне можно обойтись без квадратов и корней. В ИКМ аппаратуре есть готовые микросхемы с частотой отсчетов 8 кГц.. Используются для телефонной связи. Из нее прямо лезет цифирь и с ней можно работать.

Изменено 1 октября, 2007 пользователем 131959G

[MASTER KRIM]

M890G и VC9805A измеряют СВЗ, APPA 99II - СКЗ. Выводов два:

1 - в случае измерения МК до влияния искажения формы синусоиды еще далеко - ошибка обусловлена чем-то другим;

2 - ошибка при измерении СВЗ составляет 1-2В. Если это допустимо, то и в МК можно ограничиться измерением СВЗ.

3 - а оценивалась корреляция этих изменений и изменений разности результов измерений СКЗ (APPA 99II) и СВЗ (M890G или VC9805A)?

4 - "...но показания ещё и на дисплей выводятся..." - но там ведь и такой скорости измерений не нужно - их то можно обновлять 1-2 раза в секунду.

Успехов!

По 1: Мы брали мгновенные значения на положительной полуволне на фазе где-то 70 грд. в 4-х периодах и вычисляли среднее значение. Вот и проявлялись искажения формы синусоиды, а чем ещё может это быть? Фаза стабильна, синхронизация каждый период.

2: А для СВЗ нужно добовлять отдельно схему( к чему я уже начинаю склоняться). Есть AD 536 (636) для таких целей, она RMS выдаёт.

3: А зачем? Между приборами разница постоянна (исправляется калибровкой), а вот с амплитудным значение, даже умножая на 0.707 колосальная и везде разная.

4: по дисплею согласен. Но это о

Сумму квадратов можно попробовать использовать, но показания ещё и на дисплей выводятся, это ж какую таблицу делать надо?!

но через 1 сек надо выводить значение в вольтах. Это таблицу на каждый вольт надо делать. (корень 100-10, 200-14.14, 300-17, нелинейная пропорциональность)

[my504]

131959G

Ну опять двадцать пять.... Это среднее значение... Действующее из определения пропорционально корню из МОЩНОСТИ.

Изменено 1 октября, 2007 пользователем my504

[MASTER KRIM]

Я бы считал как на рисунке (только количество отсчетов N конечно значительно больше).

Все отсчеты сложить и разделить на N.

Для убедительности, можно провести прямую линию по 220 и сделать такое же количество отсчетов.

Сложить и разделить.

Вам проще всего мерять площадь полуволны и это по моему

и будет действующим значением. И как мне кажется вполне можно обойтись без квадратов и корней.

Это уже обсуждалось, многие так и делают.

Это будет среднее значение напряжения, но хочится коснуться идеала! (как с "королевой"!)

По этому алгоритму уже есть прога, но разница до 5-7 вольт доходит при больших КНИ в сети.

Разница при 8 и 16 виборках незначительна, точность нужна 1 вольт.

Ну а как насчёт китайцев (см. выше)???