Измерение Трехфазного Переменного Напр.(0..380 В)с Рязвязкой

[Imp]

Необходимо измерить трехфазное переменное напряжение с гальванической развязкой с погрешность 2%. В зависимости от процесса, понижается либо одна фаза, либо все вместе до уровня 0,4..0,5 Uном. Измерять нужно с помощью АЦП ATMega 16. Я в силовой электронике не силен, сделал схему на трех понижающих трансформаторах, соединенных звездой. Потом выпрямил, и подал на АЦП. Все вроде бы работает, но присутствует очень заметная нелинейность(особенно на напряжениях, ниже 0,7 Uном), и погрешность не входит ни в какие допуски(+/- 30В). Как правильно сделать? преобразовать в частоту или, может, есть другие варианты?

[Реклама]

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

[шумный]

Какова схема измерительной части. Общая точка трансформаторов куда подключена.

[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

[span]

... выпрямил, и подал на АЦП...

1 После выпрямителей емкостные фильтры есть?

2 Какие результаты при измерении промышленным прибором:

а) переменного напряжения на вторичных обмотках?

б) постоянного напряжения после выпрямителей?

Успехов!

[Реклама]

Выбираем схему BMS для заряда 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 очень важен контроль процесса заряда и разряда для избегания воздействия внешнего зарядного напряжения после достижения 100% заряда. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список таких решений от разных производителей. Подробнее>>

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

[MASTER KRIM]

Необходимо измерить трехфазное переменное напряжение с гальванической развязкой с погрешность 2%.

Я на PIC сделал.

Правильно, 3 понижающих транса, заводишь на МК, выводишь на дисплей и программу сигнализации.

Подробней проблему смотри здесь http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=22365

[ЛЕВША]

думаю нельзя так мерять,тем более нужна точность 2%.

может получится ситуация когда падение на одной фазе,компенсируется увеличением на другой,в результате одна из обмоток выйдет из строя,а индикатор покажет что все нормально.

нужно все таки замерять каждую фазу отдельно,а потом суммировать по трем показаниям.

[MASTER KRIM]

думаю нельзя так мерять,тем более нужна точность 2%.

может получится ситуация когда падение на одной фазе,компенсируется увеличением на другой,в результате одна из обмоток выйдет из строя,а индикатор покажет что все нормально.

нужно все таки замерять каждую фазу отдельно,а потом суммировать по трем показаниям.

Безусловно!

Мерить надо каждую фазу отдельно, и заводить на отдельные АЦП МК.

Но вычислять надо СКЗ а не амплитудное, тогда точность будет +/- 1 вольт на всём диапазоне ( от 0 до 380 по каждой фазе). Трансы желательно с первичкой на 380 в.

Ну и программу мудрёную писать.

Схема типа такой:

[my504]

Коллеги! А вопрос "на засыпку", зачем три трансформатора? Разве не проще мерять после трех одинаковых делителей, а результат (если это не просто сегментный индикатор) уже развязать оптроном?

[Migray]

Интересная схема, MASTER KRIM

У тебя АЦП на МК умеет отрицательное напряжение мерить?

По моему выпрямлять все-же надо.

И скажите, зачем вам развязка.

Если выпрямлять напряжение после понижающего трансформатора, то ошибка закладывается изначально.

Сколько падает на диоде? И сколько это процентов от сигнала после трансформатора?

Сначала каждую фазу выпрямить, потом это напряжение делим на резисторах и меряем.

Точность намного выше.

А развязать можно уже потом, по цифровому каналу.

НУ или развязывать трансами 1:1

Развязка будет, а точность не потеряем.

[Lexi]

Я виже решение этой проблемы так:

1) выбирете МК как минимум 3 АЦП было на борту

2) делаете делители на точных резисторах в 300 раз к примеру (это так от головы)

3) кабы смотреть отрицательную частьсинусоиды, вам надо полученый сигнал пропустить через ОУ с коэф усиления 1. Тупо повторитель напряжения. Но задать смещение по напруге. Если Вы подробнее посмотрите на этот способ, то поимете. В лом много писать.

4) Затем делать выборки АЦП, по алгоритну удобному для Вас.

Вот тока куда развязку деть, не знаю ))

[my504]

Lexi

Зачем три!!! АЦП? Требуется три одинаковых делителя с ограничителем минуса до -0.5 в на мультиплексированные входы одного АЦП и три делителя-ограничителя на прерывания по фазам. Далее расписываем временную диаграмму для синхронных выборок по каждой фазе. Имеем в результате три массива. Их и обрабатываем на предмет амплитуды (свз,скз,смещения фаз, линейные напряжения.....). Результат распихиваем через усарт (или чего еще... ) и оптронную развязку по адресам.

[Lexi]

я под 3 АЦП имел 3 входа АЦП, не важно мультиплексированых или прямых.

просто как вариант

[MASTER KRIM]

Интересная схема, MASTER KRIM

У тебя АЦП на МК умеет отрицательное напряжение мерить?

Выпрямлять вообще не надо, достаточно вычислять в положительных полуволнах!

Развязка тоже не обязательна, тогда МК общим на 0 сидеть будет.

В остальном согласен с my504:

" Зачем три!!! АЦП? Требуется три одинаковых делителя с ограничителем минуса до -0.5 в на мультиплексированные входы одного АЦП и три делителя-ограничителя на прерывания по фазам. Далее расписываем временную диаграмму для синхронных выборок по каждой фазе. Имеем в результате три массива. Их и обрабатываем на предмет амплитуды (свз,скз,смещения фаз, линейные напряжения.....). Результат распихиваем через усарт (или чего еще... ) и оптронную развязку по адресам."

[Imp]

Migray, если выпрямить до трансформатора, он, трансформатор, не будет ничего понижать

нелинейность проявляется после выпрямления..

Вот даю схему:

стабилитрон предназначен для защиты МК.

Развязка обязательна, прибор работает в разных электрических сетях.

Мерять нужно каждую фазу отдельно, что я и пытался сделать..

при входном напряжении 380В на вторичке 13 В, на диоде падает0,7В, а делителем я понижаю до 2,5В.

При снижении напряжения на вторичке наблюдается нелинейность в 0,5%, но это несушественно. А вот на вход подается совсем не то..

[my504]

Imp

Вы удивительно невнимательны к ответам. Развязку нужно делать ПОСЛЕ контроллера. Тогда она будет оптронная и не будет вносить НИКАКИХ погрешностей. Прямой диод НЕНУЖЕН, достаточно ограничителя по минусу. Погрешность на такой схеме , ИМХО, из-за безобразных запутаных земель. Трансформаторы имеют обычно дикую межобмоточную емкость, если специально не намотаны. В общем входные цепи в измерителях так не делают...

[шумный]

Для Imp! У Вас в схеме после выпрямительного диода стоит делитель, за ним конденсатор, а какой и какие номиналы резисторов делителя. Я бы сделал мостовой выпрямитель после каждого тр-ра с конденсатором, получив т.о. почти амплитудное значение, затем на делитель (высокоомный) и далее на АЦП.

[Migray]

Migray, если выпрямить до трансформатора, он, трансформатор, не будет ничего понижать

нелинейность проявляется после выпрямления..

Во первых выпрямлять до трансформатора никто и не предлагал. Он там вообще не нужен, в большинстве случаев.

Выпрямил, на этом потерял 0,7 В из 380, т.е. меньше 0.2%, дальше резисторный делитель и на АЦП.

Гальваноразвязка потом уже по цифре будет.

Если очень нужно развязка до АЦП, такие задачи тоже встречаются, то трансформатор РАЗВЯЗЫВАЮЩИЙ, есть специально такой тип, с коэфициентом трансформации 1:1, далее выпрямление тех-же 380 В с потерей на диоде 0,7 В

Если надо отслеживать обе полуволны, выпрямляем мостом, правда потери возрастают, но все равно меньше 0,5%.

Если точность не очень важна, можно число диодов резко сократить, и считать что полуволны одинаковые, хотя это и не так.

А в вашем случае потеря 0.7 В из 13 это больше 5 %, я уже не говорю о форме сигнала.

Изменено 4 октября, 2007 пользователем Migray

[span]

Imp 4.10.2007 - 17:45

1 Падение напряжения на диоде (т.е. 0,7В), практически не будет зависеть от напряжения на вторичной обмотке (грубо говоря, при 13В Вы измеряете 12,3, а при 6,5 - 5,8, т.е. имеем (12,3/5,8-13/6,5)*100%/(13/6,5)=6%) - вот Вам один из источников погрешности измерений. Т.е. для обеспечения точности выпрямления на уровне 2% требуется либо работать с более высоким напряжением вторичной обмотки, либо применять более сложную схему выпрямителя (типа "идеальный диод" с ОУ), либо, как реализовал MASTER KRIM, не использовать выпрямитель вообще ...

2 Также не ясно как меняется напряжение на входе АЦП в течение периода сети (т.е. какие в Вашей схеме постоянные времени заряда и разряда) и привязан ли момент взятия отсчета к фазе сетевого напряжения.

my504 4.10.2007 - 18:02

Imp 4.10.2007 - 17:45

...Развязка обязательна, прибор работает в разных электрических сетях...

Т.е. "земли" у подлежащих измерению напряжений разные...

Успехов!

[Imp]

my504, я не могу сделать развязку после контроллера, так как ШИМ управляет разными электрическими сетями. приходится все изолировать от МК.

шумный, номиналы резистивного делится подбирал так, что бы на выходе было 2,5В(не помню, какие точно). А емкость конденсатора экспериментально, смотря на осциллографе выравнивание пульсаций. Номинал 100пФ.

Migray, span, я понял, что вы имеете ввиду. Попробую сначала выпрямить, а потом понизить напряжение. Попробую сделать.

[my504]

Парадокс! Городить железо в точных цепях и бояться развязать ШИМы копеечными оптронами? Чего то я в этой жизни не понимаю...

[Imp]

Парадокс! Городить железо в точных цепях и бояться развязать ШИМы копеечными оптронами? Чего то я в этой жизни не понимаю...

Блин.. развязано все - и ШИМы, и АЦП, и входа/выхода.. неужели я так плохо выразился?

Изменено 4 октября, 2007 пользователем Imp

[my504]

Плохо! Если нет в объяснении логики в необходимости развязки по аналоговой части. В чем засада, если контроллер будет сидеть на потенциале нуля силового фидера? Кстати можно опционально и от него же (фидера) и питаться без гальван. развязки...

ЗЫ Есть такая смутная догадка об удобстве работы с прибором в момент его создания... но это для готового изделия не аргумент...

Изменено 4 октября, 2007 пользователем my504

[Migray]

Попробую сначала выпрямить, а потом понизить напряжение. Попробую сделать.

Только бери специальные развязывающие трансы.

У них обмотки одинаковые настолько, насколько это вообще возможно.

И провод, и витки и расположение на каркасе, все 1:1, погрешности не будет.

Мы правда готовых не нашли, дешевых, приходилось заказывать намотку.

Изменено 4 октября, 2007 пользователем Migray

[MASTER KRIM]

Господа!

Такое ощущение, что я на прошлой недели обсуждал ту же проблему с другими людьми!

На МК заводить надо то безобразие, которое творится на каждой фазе. Использовать лучше для каждой фазы свой АЦП, но можно и как предложил my504 Вчера, 22:02 Сообщение #10 .

Imp .

Конкретизируйте задачу!

1. Зачем нужна гальваническая развязка и между чем и чем?

2. Для чего необходимо измерять напряжение на каждой фазе?

3. Какое действие должно происходить при понижении напряжения?

4. Схема у Вас собрана или вы в поисках нужной и экперементируете?

5. Что значит сия фраза "...Развязка обязательна, прибор работает в разных электрических сетях...", из разных

районов города на Ваш прибор разные фазы подходят?

В наших странах принято 3-х фазное питание с общим нулём, а к потребителю с этого кабеля подходит "0" и одна из фаз,

либо все 3 фазы (для особо жадных до электричества!), но обязательно с общим "0".

Над точным измерением переменного напряхения я бился 6 месяцев.

Перепробовал массу схем. Но получалось так - настрою в одном месте, показывает с небольшой погрешностью, перевожу в другое место, всё приходится перестраивать и погрешность возрастает.

Только вычисление среднеквадротического значения напряжения по каждой фазе Вам поможет!

Мне очень помогло.

Будет что не ясно - спрашивайте.

Вот что у меня работает:

[Imp]

Господа!

Такое ощущение, что я на прошлой недели обсуждал ту же проблему с другими людьми!

На МК заводить надо то безобразие, которое творится на каждой фазе.

Конкретизируйте задачу!

1. Зачем нужна гальваническая развязка и между чем и чем?

2. Для чего необходимо измерять напряжение на каждой фазе?

3. Какое действие должно происходить при понижении напряжения?

4. Схема у Вас собрана или вы в поисках нужной и экперементируете?

5. Что значит сия фраза "...Развязка обязательна, прибор работает в разных электрических сетях...", из разных

районов города на Ваш прибор разные фазы подходят?

В наших странах принято 3-х фазное питание с общим нулём, а к потребителю с этого кабеля подходит "0" и одна из фаз,

либо все 3 фазы (для особо жадных до электричества!), но обязательно с общим "0".

Устройство работает на электрической станции, где есть порядка десятков специализированных систем электропитания(это не просто трансформаторы, а импульсные преобразователи). Конечно, что их нельзя никоим образом соеденять Вот потому и нужна гальваническая развязка. Некоторые из них изменяются с помощью контроллера. Контролируется же сеть, где в любой момент может снизится напряжение как на одной или двух, так и на всех фазах одновременно. Поэтому измерять нужно каждую фазу отдельно. Потом значение передается в систему контроля напряжения по УАРТ.

Я знаю, как организовано электропитание страны, по-сути, занят в этом непосредственно И ноль присутствует на схеме, в общей точке первичных обмотот трансформаторов.

В Вашей схеме нет выпрямителя. То есть Вы просто определяеете максимальное значение полуволны? это немного громоздко по времени и коду.. хотя и не критично

my504, да, кстати, забыл об основной причине - требования по охране труда, правил устройств электроустановок. Прибор без развязки оказался бы опасным в процессе эксплуатации и обслуживания. Это, пожалуй, и было основным критерием.

Migray, попробую поискать.

Спасибо за советы, будем что-то делать

[MASTER KRIM]

В Вашей схеме нет выпрямителя. То есть Вы просто определяеете максимальное значение полуволны? это немного громоздко по времени и коду.. хотя и не критично.

Нет. Среднеквадротическое значение каждой полуволны. По другому - действующее значение напряжения, как в качественном измерительном приборе. Но практически моментально, 1/50 секунды, и с высочайшей точностью +/-1 вольт на всём диаппазоне.

А я исправляю Ваши огрехи, выпуская стабилизаторы сетевого напряжения!!!