Arduino.ru

С моментом перехода через ноль как синхронизируешься?

А почему RMS не подходит? Это единственный способ правильно измерить ток. По крайней мере stm32f103 в виде блюпил хватает чтобы оцифровать и расчитать RMS для каждого периода сети, и при этом управлять шестифазным тиристорным выпрямителем.

Транзисторная оптопара на вход, прерывание по фронту.

Так получилось, что с СТМ я ранее не работал. Кроме управления надо еще интерфейс какой-то прикрутить. Еще сидит в голове, что для простой задачи используется мощный МК. Наверное, вы правы, это будет проще.

Много раз говорили - надо МК подбирать под задачу, а не натягивать имеющийся. STM в среде ардуино програмируется так же просто, как и AVR. Пока не спускаешься на уровень железа разницу трудно заметить. А скорость и качество периферии существенно выше.

Вот за это огромное спасибо. Когда первый раз столкнулся с СТМ, редактор был отдельно, компилятор отдельно и загрузчик отдельно. Я для программирвания атмел студию ползую. Почувствовал себя динозавром :)

хоть убей не вижу никакой проблемы

А ее и нет. Разве что недостаток опыта ТС.  Тем более что фаза открытия маленькая - измерять в течении этой фазы с максимальной частотой дискретизации, суммировать квадраты токов, а все остальное - в паузе между переходом через ноль и открытием тиристора.

128 атмега медленная. У меня не получается больше 40 к измерений в секунду или 25 мкс на измерение, без выполнения других действий. Один полупериод сетевого это 0,01 с, добавляем 1000 уровней регулировки фазы, получается минимальная фаза 0,00001 с, или 10 мкс. Т.е. я получу одно измерение на 3 ступени регулировки, причем это измерение будет не в конкретной точке, а как повезет.

Я где-то не прав?

Не прав в выборе процессора, вполне очевидно

Забавные рассуждения. Зачем 1000 не понятно. Всё равно ничем измерить такую точность не получится.  Даже если взять 1000, то что бы данные рассуждения имели к реальности хоть какое то отношение, необходимо (но не достаточно) что бы полоса пропускания канала измерения тока была как минимум в 2 раза выше, чем оцифровка. Т.е. как минимум 200кГц. Обеспечите? 

При запуске цикла регулировки фазы от пересечения нуля тоже имеет погрешность, так как синус не чистый, а с кучей гармоник. Соответственно точность с шагом 1000 очень быстро превращается в тыкву. Именно по причине, что невозможно обеспечить точный, в один и тот же момент запуск. 

А вот с оцифровкой наоборот всё очень хорошо. Запуская АЦП от того же запуска что и старт цикла фазы всегда будем считывать значение тока в один и тот же момент времени, который сами определим при проектировании.

А так, квалификация любого инженера определяется по тому, как увязаны точности по элементам конструкции. Не надо гнаться за красивой большой точностью в одном элементе, если остальные ни как не могут сравняться.

Погугли метод Монте-Карло. ;) Если не поймешь - поясню. Так можно "тру рмс" снимать даже на о-очень медленном камне.

Смысл в том, чтобы не пытаться сделать 100 измерений в одном полупериоде, а сделать по 5 случайных измерений в 20 полупериодах. Статистически это совершенно эквивалентно, если характерное время системы много больше, чем 20 полупериодов. Ясно?

Для метода Монте-Карло важно иметь хороший генератор случайных чисел. Или измерений сделай побольше ;)).

Силовая часть изготовлена и стабильно работает. Дробление фазы управления выбрано из-за крутого нарастания синусоиды и требуемого диапазона регулирования. Высокая точность измерения не нужна, нужен большой диапазон выдаваемых токов.

Может быть в вашем случае перейти к косвенной зависимости регулировке напряжения/получения результата тока. Ну например иметь таблицу соответствия, или ещё лучше найти уравнения процесса. Конечно это может быть применимо, если образец нагрузки не меняется физически (т.е. может быть всегда/иногда другой)

Я сейчас измеряю ТТшкой и мультиметром (УТТ-6, APPA 505) Не совсем мобильный комплект. Так-то я уже пристрелялся сколько задать задержку. Но хочется автоматический набор тока реализовать и стабилизацию. Ток плывет при нагреве нагрузки. Самый неприятный момент, что нагрузка каждый раз отличается.

У меня в такой выпрямитель встроен PID регулятор, который работает по рассчитанному значению RMS. Токи 20 кА держит 10 часов без изменения. Сигнал тока получаю с шунта. Есть режим, более необходимый, когда держит не ток, а мощность. За 10 часов с одной стороны контакты подгорают, с другой нагреватель испаряется да и сетевое напряжение, особенно около 6 вечера не стабильно, и при том же токе мощность в камере гуляет. Стабилизация мощности позволяет держать постоянной температуру. 

Если не секрет, что за производство?

Не производство. Наука.

От 4 до 24 МВт в зависимости от того суммируются ли токи, или остаются разделенными по фазам, что же надо включить в 6 вечера, чтобы еще сильнее испортить напряжение в сети, чем это делает фазное регулирование такой мощности?

Зато теперь я спокоен. Со своими 300А с двух фаз и 30-60 сек выдержки.

В 6 вечера отключаются разные производства находящиеся рядом и напряжение в сети с дневных 215-220 скачками поднимается до 230 -235. У меня 6 фазный выпрямитель. Он совсем не искажает максимум. До тиристоров фазовращающие трансформаторы большой индуктивности не дают помехам от фазового регулирования в сеть пролезать.
И рекомендую операционный изолированный усилитель AD215. Очень удобно на нём сделать развязку для тока и напряжения с верхней стороны. Шунт тока можно поставить в удобное место и не заморачиваться с землями. RMS через него считается хорошо.

Спасибо. 

конкретно - здесь: "Один полупериод сетевого это 0,01 с"

Частота сети по госту 50+-0,2ГЦ. Значить полупериод от 0,009960 до 0,010040с. А это +-4 ступени регулировки. Точность в 1000 уровней практически не достижима при таком подходе. Потому те 25мкс на измерение не существенны. 

Мал того, попытка попасть в открытие симистора  за менее чем 40мксек до конца полупериода имеет риск, что он откроется на следующий полупериод, причем весь полупериод. Получится очень грубая ошибка.

Это еще не все неприятности, отклонение напряжения тоже будут смещать детектор нуля и время его запаздывания относительно реального момента когда напряжение 0. Запреты прерывания тоже самое дадут. В общем 1000 ступеней - не реально. Несколько сотен - и то нужно постараться.

Вы все пишите правильно, но не понимаете что такое единая энергосеть.

 

Моё понимание единой энергосистемы я приобрёл на факультете электроэнергетики и автоматики нацунивера в 90-х. А вы где так наблатыкались? Но в общем не важно. В #23 явный переход ТС с технического вопроса на личность.

Собрал я прототип. Основная проблема оказалась в датчике тока. Шунт и операционный усилитель, предложенный nik182 были бы идеальным решением, если бы не стоимость. Пока использую ТТ. Погрешность между измерением в "пристрелочном" режиме и в длительном с той же задержкой попадает в 10%

ТТ на постоянном токе? Или на первичной стороне? Схему интересно посмотреть. В любом случае ТТ не плохо бы было иметь от какого-нибудь тектрониковского осциллографа, на высокую частоту и постоянный ток заточенный. Да и то они до 20 кГц. Фронты тиристорные сильно затягивают.  

давненько я так не прифигевал как от цены AD215. Усилок по цене смартфона)))

Короче ставишь шунт, с него на МК, возможно через обычный ОУ для согласования с диапазоном АЦП. МК меряет, считает действующее и пр. Результат выплевывает в uart. На TX - оптрон цепляем и с него на основной контроллер. 5 баксов с гальваноразвязко и блекджеком. Заодно и вопрос быстродействия сам собой решается.

ТТ точности по несинусоидальному току не даст. Он и по синусоиде не сильно линейный, а уж про  1000 ступеней ;)

Пришел к такому-же решению. Пока отвязал всю схему измерения от земли, чтобы проверить вообще возможность реализации. В результате имею 4 различных значения тока. 2е клещей токовых, шунт и мультиметр, ТТ и мультиметр. МК подключаю к ТТ или к шунту. Сегодня хочу подключить осциллограф, чтобы понять какой из приборов ближе к истине. Если истина где-то рядом, после НГ праздников поеду в ЦСМ

По поводу 1000 ступеней. Я понимаю что вы имеете в виду. Возможно, я резко ответил. Для "пристрелочного" импульса вы полностью правы. Просто я привык, что на форумах ни кому ни чего не надо, не стал расписывать. В данном случае частота дискретизации и точность не связаны. При включении выдержки (когда ток включается на много периодов), отклонения, о которых вы говорите, происходят случайным образом и более-менее компенсируют друг друга. На каждый щелчок энкодера видно четкое изменение показаний.

Не, не резко. Форум инженерный, люди бывалые, здесь и послать иной раз могут. Не в том дело. Просто по прежнему считаю что 1000 ступеней, да на полном диапазоне не достижимо. 

Потому с большим интересом буду следить за результатом.

ЦСМ - оно конечно хорошо, но хлопотно и дорого. Возможно старый, добрый калориметрический метод поможет. Теплоизолированая емкость с водой, термометром и нагревателем. Греем этим измеряемым током в течении некоторого времени, по разности температур определяем тепло, по теплу и времени считаем мощность, по мощности действующий ток. При аккуратном подходе должно довольно точно получится. Заодно и детям-внукам хороший практикум по физике можно устроить.

 

//отклонения, о которых вы говорите, происходят случайным образом и более-менее компенсируют друг друга. 

Вот это и есть то самое Монте-Карло, упомянутое выше. Ну не в чистом виде, но по подходу.. Беда в том что ток сильно не линеен в окрестностях момента открытия симмистора. Связь действующего тока и мгновенного тоже не пропорциональна. А случайность измерения усреднит, что хорошо только в линейеых зависимостях.

А воще  про усреднение в сильно не линейных системах хорошо написано у одного известного автора

Путешествия по Среднестану

Различие между масштабируемым и немасштабируемым позволяет нам провести четкую границу между двумя разновидностями неопределенности, двумя типами случайностей. Давайте поставим следующий мысленный эксперимент. Представьте себе, что вы наугад выбираете из всего населения Земли тысячу человек и выстраиваете их в ряд на стадионе. Вы можете даже прихватить французов (только, умоляю, не слишком много, имейте сострадание к остальным участникам эксперимента), членов мафиозных группировок, членов не мафиозных группировок и вегетарианцев. Представьте себе очень-очень тяжелого толстяка и присоедините его к этой выборке. Если он весит, скажем, втрое больше среднестатистического человека – четыреста-пять-сот фунтов, – доля его веса в весе всей присутствующей компании наверняка будет мизерной (в нашем случае примерно полпроцента). Можно даже пойти дальше. Если вы выберете самого тяжелого человека на свете (которого, не оскорбляя законов биологии, еще можно назвать человеком), он все равно составит не больше, скажем, о,6 процента от общей массы – прибавка микроскопическая. А если вы сгоните на стадион десять тысяч человек, его вклад будет стремиться к минус бесконечности. В утопической провинции Среднестане конкретные события вносят малую лепту в общую картину; они действуют лишь сообща. Я могу сформулировать высший закон Среднестана следующим образом: когда выборочная совокупность велика, никакой единичный случай не внесет существенных изменений в среднее значение или сумму. Даже если отклонения поражают размерами, для итоговой суммы они оказываются непринципиальными. Я позаимствую еще один пример у моего друга Брюса Голдберга: потребление калорий. Взгляните на то, сколько калорий вы потребляете в течение года, – если вы относитесь к роду человеческому, то примерно восемьсот тысяч. Никакой отдельно взятый день, даже День благодарения у вашей двоюродной бабушки, не составит значительную долю целого. Даже если вы зададитесь целью натрескаться до смерти, вы не нашпигуете себя калориями так, чтобы показатель этого дня всерьез повлиял на общегодовой. Если же я скажу вам, что можно найти человека весом в несколько тысяч тонн или ростом в несколько сотен миль, вы совершенно справедливо предложите мне сделать томографию мозга или перейти на сочинение научной фантастики. Но вам не удастся с такой же легкостью отмахнуться от экстраординарного в случае с величинами иного рода, о которых мы сейчас поговорим.

Странная страна Крайнестан

Возьмите для сравнения денежный достаток той тысячи людей, которых вы выстроили на стадионе. Добавьте к ним самого богатого человека на планете – например Билла Гейтса, основателя компании “Майкрософт”. Предположим, его состояние приближается к 80 миллиардам долларов, а суммарный капитал остальных – где-то несколько миллионов. Какая часть совокупного богатства будет принадлежать ему? Девяносто девять и девять десятых процента! А деньги всех остальных не превысят погрешности при округлении его капитала, не перекроют колебания в его личных доходах в течение прошедшей секунды. Чтобы чейнибудь вес составлял такую же долю, человек должен весить пятьдесят миллионов фунтов! Проведем еще один тест, например с тиражами книг. Выстройте тысячу писателей (или людей, которые умоляют, чтобы их напечатали, и называют себя писателями, а не официантами) и посмотрите, как продаются их книги. Потом добавьте к ним ныне здравствую- Н. Талеб. «Черный лебедь. Под знаком непредсказуемости (сборник)» 39 щего писателя, у которого (на сегодняшний день) самые большие тиражи. Дж. К. Роулинг, автор сериала про Гарри Поттера, продажи которого достигли нескольких сот миллионов экземпляров, легко затмит целую тысячу собратьев по перу, у которых не наберется более нескольких сотен тысяч читателей. То же и с научным цитированием (ссылками одного ученого на другого ученого в научных публикациях), упоминаниями в СМИ, прибылями, размером компаний и так далее. Давайте назовем эти явления социальными, поскольку они сотворены человеком, в отличие от физических явлений вроде обхвата талии. В Крайнестане неравенство таково, что один единичный пример может дать непропорционально большую прибавку к совокупности, или сумме.

У вас Крайнестан. Полезность от усреднения сомнительна.

 

Я их по $75 10 лет назад брал. Потом приятель за $100 взял утопленную плату на еBAY на которой было 12 штук. И сами АДы были все рабочие, дорожки поржавели и покоцались. Пока ещё несколько штук ждут куда воткнём. А цену посмотрел сейчас - действительно афигеть что делается. Но уж очень просто получается на них всякие токи в трудно доступных, с точки зрения земель, местах измерять. Ничего кроме шунта не надо.    

не спорю. удобно.

Похоже, я не правильно выбрал ОУ. Падает коэфф. усиления при увеличении тока.

Сейчас решил прикинуть, чтобы второй раз не ошибиться.

1. Частота 1/100/1000/20 (100полуволн, 1000 делений, 20 точек на одно деление) приблизительно 2 МГц (с запасом считаю)

2. Ку 5В/0,085В=58 раз

3. По разбойничьим прикидкам надо брать ОУ с частотой равной Ку*частоту сигнала получается 100 МГц.

Как-то много? С другой стороны, это объясняет почему ОУ с 3 МГц режет усиление.

Может проверенная схема есть усиления со смещением. Очень хочется на новогодних доделать, а для этого надо успеть все купить.

И чтобы 2 раза не вставать. Насколько корректно использовать преобразователь напряжения типа 7660 в цепях измерения?

Что это и с какой целью?

Про 3 МГц не понял. Не может падать ку от тока. Может быть неправильный алгоритм обработки.

Преобразователь напряжения из + в - на переключающихся конденсаторах, для питания ОУ

Про 3 МГц это я перегрелся. Управляю задержкой (на экране отображается), а ток обратно пропорционален задержке. Смотрю амплитуда падает на экране.

А для какой цели вы применяете ICL7660 в ЦЕПЯХ измерения?

Если только отрицательное для операционника, то никаких проблем. А ЦЕПЯХ измерения вам для чего минусовое?

Ток не может быть линейно обратно пропорционален задержке. Есть кривая кривая зависимости мощности от угла открытия. Мы синус режем. Если хочется иметь пропорционально, то кривую надо вводить в расчёт угла в зависимости от управляющего сигнала.

Питание ОУ и в делителе

Про линейность речи не было. Я в очередной раз поменял прошивку и в режиме автоматического набора тока сделал управление <+>=увеличение тока, а в режиме прямого задания задержки так и осталось, чем больше задержка, тем меньше фаза открытия. Соответственно я увеличивал задержку и ожидал, что увеличится ток. Меня быстро отпустило, но сообщение успел написать :)

А вот это уже осциллографом надо будет смотреть, что получится на выходе ОУ без входного сигнала, а подключенного только к делителю. Потому что если вы питаете делитель от коммутирующеого преобразователя, а потом часть такого "питания" попадает на вход ОУ с помехой на частоте коммутации преобразователя, то ОУ её усилит с заданным коэффициентом усиления.

Сгонял я в ЦСМ. За 6 часов успели измерить 15 точек ))) Результат не очень радостный. При измерении одного периода погрешность достигает +40%, при измерении в длительном режиме +10% И коэффициентами не уберешь, т.к. зависимость от сопротивления и от фазы.

Посоветовал мне микросхему LTC1966. По описанию годная вещь. Как по факту неизвестно. Стоит не дорого, надо взять на пробу.

Придется менять контроллер. По крайней мере, в железе конструкция реализована и понятно куда двигаться дальше.

С ltc1966 я не справился. Вернее заказчику не понравилось, что выходные показания не оответствовали RMS стрелочному амперметру, работающему по принципу теплового преобразователя. Да и от расчёта на МК по 400 точкам за период тоже отличались при разных углах регулирования.

Речь идёт о таком устройстве http://tehnojuk.ru/tehno/pribor/amper/38-teplovojj-ampermetr.html ?

 

Принцип да, но там был промышленный 80-х годов выпуска.
Когда-то давно на субботнике на кафедре чистили склад и наткнулись на ящик в котором были радиодетали похожие на лампочки, с четырьмя выводами, в паспорте написано было написано высокоточный RMS преобразователь ток-сопротивление. До сих пор ни разу ни видел ничего подобного. И очень жалею, что не выпросил для экспериментов парочку. И гугл ничего похожего не даёт.

Тогда вопрос. Вы писали о устройстве которое должно было делать 400 измерений за период и последующее вычисление значения тока. А усредняли измеренные значения вы за какой период времени? За такой же с которым измеряет ток тепловой амперметр?

Все измерения в установившемся режиме. Понятно, что в переходных режимах тепловые будут реагировать со своей постоянной времени. 

Принял. Значит пойду по пути увеличения отсчетов за период.

я бы попросил, на основе полученных в теме знаний, сформулировать ТЗ. Я вот не могу многие детали найти, сквозь кучу постов темы. Попробуй! Ты уже не зеленый новичок и сможешь написать - что и как хочешь сделать. Может решение общество поможет найти?

Формально - ТЗ во втором предложении первого поста. Измерить действующее значение тока в нагрузке. Дальше описывается некий алгоритм. А вот про подход к решению задачи действительно ничего нет и это интересно было бы узнать. На первый взгляд всё вроде несложно, во время каждого периода (или полупериода) нужно измерять значения тока в нагрузке, а потом их обсчитывать. Нужна как бы "площадь" фигуры закрашенной голубым цветом

а потом всякие дальнейшие математические операции для получения нужного результата.

Но, "гладко было на бумаге". При работе на реактивную нагрузку форма тока может сильно отличаться от обрезанного синуса и тогда возникает вопрос, какую "математику" применять для вычисления требуемого значения.  В реале всё еще сложнее, форма тока зависит не только от характера нагрузки, но и от угла открытия, поэтому большой точности измерения вообще  не получается достичь.

График нарисован не правильно. открытие симистора происходит автоматически, сразу после перехода напряжения через ноль. А вот закрыть его, как раз уже можно в любой момент времени. И почему идет пренебрежением закону Ома. Ток прямо пропорционален напряжению. Зная напряжение, всегда знаем ток. А далее математика - площадь фигуры (интеграл). Куда уж проще, измеряйте напряжение, и получайте искомую величину тока (в крайнем случае вообще все это можно в таблицу загнать). Проблема из пальца высосана IMHO.

Да неужели?!