измерение напряжения 380В/50Гц Опции

[Bodrov]

Задача: нужно измерять параметры трехфазной сети 380В/50Гц - среднее напряжение +-2В, частота+- 0,5Гц, максимальное и минимальное напряжение за период. Измерение производиться микроконтроллером, гальваническая развязка не нужна. Подскажите как завести на вход ацп напряжения, от чего нужно защищаться.

[Kolia]

Задача: нужно измерять параметры трехфазной сети 380В/50Гц - среднее напряжение +-2В, частота+- 0,5Гц, максимальное и минимальное напряжение за период. Измерение производиться микроконтроллером, гальваническая развязка не нужна. Подскажите как завести на вход ацп напряжения, от чего нужно защищаться.

Я применял AD629 дифференциальный усилитель с высоким допустимым входным синфазным напряжением для измерения ~220V и =100V

Есть интересная ссылка h**p://old.ssau.ru/struct/kafedry/rtu/kudr/download/diff.pdf

[Bodrov]

Я правильно понимаю - на входы AD629 сигнал нужно подавать с делителя включенного между фазой и нейтралью?

[sera_os]

среднее напряжение +-2В

Это погрешность?

частота+- 0,5Гц

И частоту тоже необходимо мерять?
Можно поставить делитель напряжения на двух резисторах для каждой фазы (между фазой и нулем). Для 2,5В максимального входного напряжения АЦП использовал зеристоры 510к и 1,5к. Также необходимо установить диод в прямом направлении, для защиты от минуса, например 1N4007. Обизательно в качестве соединенного с фазой резистора, как минимум, использовать SMD1206 корпус.

[Bodrov]

1 погрешность
2 частоту мерять надо
3 диодом отсекается отицательный полуперод? нужно получить на АЦП не выпрямленное напряжение
А вообще нейтраль соеденненая с общим схемы это хорошо? Устройство могут подключить перепутав одну из фаз с нейтралью. Еще как быть с ситуацией когда питание на схему не подана ,а сетевое напряжение присутсвует.

[sera_os]

3 диодом отсекается отицательный полуперод?

Так точно! Хоть и в контролере есть защитные диоды, но от греха подальше лучше установить.

нужно получить на АЦП не выпрямленное напряжение

на входе АЦП будет половина (положительная) синосоиды, дольше поиск максимума (у меня ребята програмисты так делали).

А вообще нейтраль соеденненая с общим схемы это хорошо?

Не совсем, но вас же устраивает гальваническая связь .

Устройство могут подключить перепутав одну из фаз с нейтралью.

От этого никто не застрахован .

Еще как быть с ситуацией когда питание на схему не подана ,а сетевое напряжение присутсвует.

? не проверял, но токи то в схеме измерения малые.
Ну а счастотой програма, думаю, справится.

[Stanislav_S]

Задача: нужно измерять параметры трехфазной сети 380В/50Гц - среднее напряжение +-2В, частота+- 0,5Гц, максимальное и минимальное напряжение за период. Измерение производиться микроконтроллером, гальваническая развязка не нужна. Подскажите как завести на вход ацп напряжения, от чего нужно защищаться.

Вставлю свои пять копеек
Хоть развязка не нужна, но желательна , поясню почему:
1 - три трансформатора гораздо проще и надежней делителя.
2 - сеть промышленная в ней творится черте что, значит надо ставить защиту от мощных плмех, варисторы, сапрессоры, RC цепочки и т д. Проверено на практике.
3 - перекос фаз может достигать больших значений, значит делитель надо брать с запасом
4 - может отгорать ноль со всеми последствиями.( В одном приборе пришлось делать защиту от этого явления)
5 - точность делителя не ахти, хотя можно сделать и из прецезионных резисторов.
6 - 2 года назад делали прибор для подобной задачи, все эти проблемы поимели во весь рост в результате поставили трансформаторы.
Если все таки с резисторами, то:
1 - в верхнем плече ставить не менее 2 резисторов 1206 у них напряжение 250В, естествеенно не превышать мощность рассеяния.
2 - нижнее плечо подключить к +2,5В - половина опорного напряжения, опорное в таком случае будет 5В. Таким образом на АЦП будет правильная синусоида. ( Я бы еще поставил буфер после делителя)
3 - на входе АЦП RC цепочка, обязательно сапрессор, и пара защитных диодов.
4 - все таки я бы поставил трансформаторы
Ну вроде все, если в чем то неправ, то коллеги поправят

[_artem_]

Точность резисторов не критична если имеется прецизионный источник переменного напряжения - поставить jumper на один из входов микро, можно написать программу так что при наличии jumper'a контроллер считывал напряжение и вычислил коррекцию затем записал ее в eeprom. 5 секунд калибровки на устройство.

[Bodrov]

Stanislav_S а какие трансформаторы использовали. Проверял с 0.35 Вт HAHN и 1.9 Вт HAHN. Так вот у 0.35 Вт при нагреве напряжение на вторичке сильно меняется и это изменение не зависит нагружен он или нет. 1.9 Вт HAHN все намного лучше - напряжение стабильное ,но форма сигнала если он ненагружен зависит от напряжения . А может есть измерительные трансформаторы для такого применения?

[LSV]

Stanislav_S а какие трансформаторы использовали. Проверял с 0.35 Вт HAHN и 1.9 Вт HAHN. Так вот у 0.35 Вт при нагреве напряжение на вторичке сильно меняется и это изменение не зависит нагружен он или нет. 1.9 Вт HAHN все намного лучше - напряжение стабильное ,но форма сигнала если он ненагружен зависит от напряжения . А может есть измерительные трансформаторы для такого применения?

Можно сделать развязку на линейной оптопаре, например LOC110 + тотже HAHN для питания со стороны 380В.

ЗЫ. Делал как-то и на трёх трансформаторах, но их пришлось брать где-то на 10Вт, чтобы не плыла точка перехода через ноль.

[Stanislav_S]

Stanislav_S а какие трансформаторы использовали. Проверял с 0.35 Вт HAHN и 1.9 Вт HAHN. Так вот у 0.35 Вт при нагреве напряжение на вторичке сильно меняется и это изменение не зависит нагружен он или нет. 1.9 Вт HAHN все намного лучше - напряжение стабильное ,но форма сигнала если он ненагружен зависит от напряжения . А может есть измерительные трансформаторы для такого применения?

Да именно так, трансформаторы надо брать помощнее и подбирать оптимальную нагрузку, трансформаторы мы заказывали ( просто из за проблем с поставкой HAHN), измерительные трансформаторы я где то видел, но к сожалению не помню где именно.
ЗЫ Есть еще один путь использовать датчики LEM, но это дороговато.
ЗЗЫ Как тут советовали можно использовать LOC110, мы их используем в одном устройстве, но с ними есть определенные проблемы.

[sera_os]

Если так уж страшна гальваническая связь, так можно, например, поставить мелкий проц (даже ATmega8) который стоит копейки, и с помощью двух оптопар организовать передачу даных, также питание через DC-DC преобразователь, будет вам розвязка Так поступали мои колеги.

[Bodrov]

sera_os
Да я так и хотел изначально сделать. Входная цепь (без защит) делитель между фазой и нейтралью или между фазой и 1/2 опорного напряжения, нейтраль на общем схемы, далее на оу. Или 220v подавать на дифф. усилитель с кус<<1, но тут незнаю нужно нейтраль соединять с общим.
Вопрос кто подобное делал - в плане неубиваемости/(стоимость + размеры) что лучше : часть схемы гальванически связанная с сетью далее развязка по цифре или трансформаторная развязка

[Kolia]

Я правильно понимаю - на входы AD629 сигнал нужно подавать с делителя включенного между фазой и нейтралью?

ПРАВИЛЬНО

[sera_os]

Или 220v подавать на дифф. усилитель с кус<<1

А зачем здесь инструментальный усилитель, вобще усилитель ?
Кажется встречал схемы, когда использовался инструментальник в измерениях в 220В но не напряжение, а ТОК, вот тогда действительно без инстументальника никак.

[Bodrov]

sera_os
Операционник MC33204 - собрал вроде работает, нейтраль с общим не соединял. Какие тут ошибки?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Stanislav_S]

sera_os
Да я так и хотел изначально сделать. Входная цепь (без защит) делитель между фазой и нейтралью или между фазой и 1/2 опорного напряжения, нейтраль на общем схемы, далее на оу. Или 220v подавать на дифф. усилитель с кус<<1, но тут незнаю нужно нейтраль соединять с общим.
Вопрос кто подобное делал - в плане неубиваемости/(стоимость + размеры) что лучше : часть схемы гальванически связанная с сетью далее развязка по цифре или трансформаторная развязка

Если так делать, без защит, то убьется обязательно, рано или поздно
Трансформаторная дешевле - один источник питания, один процессор, не надо оптронов.

[Bodrov]

stanislav_s
Если такой вариант , то защита будет. Вот нейтраль не присоедененная к общему смущает. С одной стороны привязка с фазе через 300 ком, а с другой стороны если потенциал нейтрали будет больше потециала общего на сколько-то (лень считать) то на выходе операционника сигнал начнет обрезаться. Вообще если питание от трансформатор->выпрямитель->линейный стабилизатор, то на сколько потенциал общего может отличаться от нейтрали/фазы с которой питается трансформатор?

[Stanislav_S]

stanislav_s
Если такой вариант , то защита будет. Вот нейтраль не присоедененная к общему смущает. С одной стороны привязка с фазе через 300 ком, а с другой стороны если потенциал нейтрали будет больше потециала общего на сколько-то (лень считать) то на выходе операционника сигнал начнет обрезаться. Вообще если питание от трансформатор->выпрямитель->линейный стабилизатор, то на сколько потенциал общего может отличаться от нейтрали/фазы с которой питается трансформатор?

Если потенциал земли и нейтрали не будут совпадать, то операционник будет глючить и показывать погоду на Марсе, во всяком случае я такое наблюдал. Потенциал может отличатся на много, это зависит от помеховой обстановки и тут может быть много вариантов.

[EvgenyNik]

Подобную тему уже обсуждали.

Сообщение отредактировал Евгений Николаев - Apr 21 2007, 10:31

[deemon]

Да именно так, трансформаторы надо брать помощнее и подбирать оптимальную нагрузку, трансформаторы мы заказывали ( просто из за проблем с поставкой HAHN), измерительные трансформаторы я где то видел, но к сожалению не помню где именно.
ЗЫ Есть еще один путь использовать датчики LEM, но это дороговато.
ЗЗЫ Как тут советовали можно использовать LOC110, мы их используем в одном устройстве, но с ними есть определенные проблемы.

Трансформаторы надо брать не то чтобы помощнее , мощность-то особо и не нужна ..... трансы должны иметь большой запас по напряжению на первичной обмотке ! То есть рассчитывать такие трансы нужно например на 380 вольт , а использовать на 220 . Это обеспечит малый холостой ток , малый нагрев , и отсутствие насыщения железа , что очень важно , ибо это гарантирует правильную передачу формы синусоиды ( без "обрезания" верхней части синуса ) . При этом такой транс может иметь и малые габариты , так как мотать его можно тонким проводом - ток-то мизерный . А если применять обычные трансы от БП , то гарантированы разные виды погрешностей , и точность получить не удастся ......

[Bodrov]

Всем спасибо. Буду делать с трансформаторной развязкой.