PDA

Просмотр полной версии : Измерение активной мощности с помощью АVR



UV5QAW
10.10.2009, 19:03
Необходимо измерять величину активной мощности в цепи переменного тока с помощью МК. Подскажите схемную реализацию входной цепи.

Serg_PRQ
10.10.2009, 20:51
Может быть сделать трансформатор тока?
Например взять собранный транс, намотать толстым проводом сверху обмотку, подключить последовательно с потребителем. Тут все зависит от мощности, которую нужно замерять. С другой обмотки (пусть готовой первички или вторички) выпрямить мостом, чуть сгладить и через делитель подать на АЦП контроллера. Важно не превысить 5В, иначе КМОП коммутатора может сгореть. Можно сделать защиту на диоде на VCC.

Думаю идея понятна, тонкости реализации можно уже уточнить походу дела.
При больших мощностях делают так: на торроиде из трансформаторной стали мотают обмотку, потребитель включают через шину проходящую через центр тора- в нашей практике напоминает конструкцию КСВ метра на кольце :)
Классные трансы получаются из тех торов...

Что скажите?

UV5QAW
10.10.2009, 20:58
Скажу: все правильно.
Мне вообще-то нужно определить 3 параметра: ток, напряжение и активную мощность. С первыми двумя все ясно. а вот с последним - проблема.

Serg_PRQ
10.10.2009, 21:10
С первыми двумя все ясно. а вот с последним - проблема.

С последним как раз и не проблема, т.к. она и есть производная от первых двух :D

Таким способом вы измеряете только ток! Т.к. напряжение на потребителе и есть питающее напряжение, оно неизменно. Ну, скажем 220VAC. Падением на измерителе можно принебречь.
Достаточно вычислить проходящий ток в цепи- и Вы получите все остальное. Ну, конечно, покалибровать все это хозяйство придется.

Все остальное вычисляется программно, те же коэффициенты калибровки можно заложить, дабы не крутить железку с витками. Либо сделать делитель напряжения на хорошем подстроечнике, чтобы поставить систему "на поток" (не меняя программу).

UV5QAW
10.10.2009, 21:25
С последним как раз и не проблема, т.к. она и есть производная от первых двух :D

Да, не не совсем, т.к. у нас цепь ПЕРЕМЕННОГО тока.
Здесь произведение I на U не равно P. Оно равно S, т.е. полной мощьности. Сюда входят активная составляющая Р (резистор) и реактивная Q (емкость + индуктивность).
S^2=Р^2+S^2 Для того, чтобы получить понятие сколько активной и реактивной мощьности потребляется определяется коэффициент мощности cos= P/S или sin=Q/S.
До потока мне далеко, хотя бы 1 экземпляр сделать. :)

Serg_PRQ
10.10.2009, 21:33
Естественно. Но далее все зависит от конкретики, которую пока вы не озвучили...
Реактивности могут быть учтены при калибровке, тем более если они не сильно меняются в разных режимах.
Притом если нагрузка стремится к активной- например тэн или лампа накаливания, все будет измеряться со 100% точностью.

Ну ладно- идея есть, реализация зависит от потребностей.
Удачи!

Tadas
10.10.2009, 21:34
Может это будет полезно ?
http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/00220a.pdf

UV5QAW
10.10.2009, 21:40
Для бытовых потребителей cos почти равен 1, поэтому погрешность измерения получается маленькая. Достаточно измерить ток и напряжение. В условиях производства cos может достигать 0,8 или ниже. Поэтому простой коррекцией уже не обойдешься.
Вообще идея создать устройство, которое будет давать достаточно подробную статистику по потреблению электроэнергии по отдельным фазам и по линии в целом.

Serg_PRQ
10.10.2009, 21:47
Тадас, приветствую!
Да, идея полностью специфицирована с буржуйской точностью :super:
Правда они еще измеряют напряжение в сети, чтобы полностью учесть подводимую к квартире энергию, но ток измеряют аналогично выше описанному. На 97 листов меня явно не хватит :lol:

Tadas
10.10.2009, 23:34
Привет Сергей.

97 страниц это для них. Мы и меньшим количеством обойдемся :D
Когда то у них был AN энерго-мощемера на менее экзотичной базе,
но из архива уже убрали. Посмотрю, может у меня еще где нибудь завалялось.
А напряжение измерять по моему стОит, гуляет оно в довольно значительных пределах, без этого точность пострадает.
Вообще-то, самый правильный путь - это оцифровка тока и напряжения с дальнейшей цифровой обработкой. При столь низкой частоте микроконтроллер вполне справится.
Тогда и реальный cos Fi будем знать, и коэффициент гармоник.
Я бы не стал категорично утверждать, что для бытовых потребителей этот cos равен 1. Учитывая превеликое количество импульсных источников питания можно ожидать иного. Корректоры коэффициента мощности стоят далеко не во всех.

EU1ME
11.10.2009, 00:18
Посмотрите у фирм Teridian, AD (и еще одна из ЮАР вроде) есть спец микросхемы, входная токовая цепь, как правило, шунт или реже токовый трансформатор.