Померить фазный ток чем-нибудь хочется, питаясь от батареи ходовой.

Автор edw123, 09 Янв. 2014 в 14:50

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

edw123

Как правильнее сделать недорогую гальваническую развязку? На конденсаторах здорово форму импульсов портит. На опто-оу - слишком небюджетно. Трансформатором? Какие параметры бы для него выбрать?

TOM

Если тебе нужно мерять переменку, проще всего поставить трансформатор тока

Peoner

Если не в лом, то можно сделать имитатор сигналов датчиков холла вращающегося колеса.
этот имитатор будет обманывать контроллер. А вместо обмоток подключить чисто активную нагрузку (резисторы, лампы накаливания и т.п.) и замерить сколько тепла выделяется на них.
потом подать ИЗВЕСТНОЕ число ампер и вольт на те же резисторы(лампочки) и довести ток и напряжение до той величины которая нагреет их до той же температуры.
и снять показания с амперметра :)
Раньше я выбирал самый короткий путь, а теперь - где меньше ям. http://forum.simbike.ru

nikvic

Цитата: Peoner от 09 Янв. 2014 в 16:25
Если не в лом, то можно сделать имитатор сигналов датчиков холла вращающегося колеса.
этот имитатор будет обманывать контроллер. А вместо обмоток подключить чисто активную нагрузку (резисторы, лампы накаливания и т.п.) и замерить сколько тепла выделяется на них.
потом подать ИЗВЕСТНОЕ число ампер и вольт на те же резисторы(лампочки) и довести ток и напряжение до той величины которая нагреет их до той же температуры.
и снять показания с амперметра :)
Это будет ерунда.
Фазный ток меняется/переключается по сложным зависимостям, так что его можно только мерять напрямую с приличным цифровым осциллографом, желательно с памятью для анализа вне экрана.

Для нас реальнее всего снимать напряжение с одного из 3-х шунтов в фазных проводах. Сопротивление - из соображений достаточности сигнал, в пределах 1% от сопротивления обмоток. Влияние такого шунта несущественно: из-за нагрева сопротивление обмотки "гуляет" %% на 20-40.

Наверное, удобно использовать неттоп (не нужна развязка) с линейным входом и штатную програмку на 44кГц - и потом обрабатывать. Ну а возможную перегрузку блокировать парой разнонаправленных диодов параллельно входу.

Peoner

Цитата: nikvic от 09 Янв. 2014 в 18:01
Это будет ерунда.
Фазный ток меняется/переключается по сложным зависимостям,
да пусть изменяется хоть по самой сложной зависимости в мире - количество теплоты не зависит от формы проходящего тока, а только от площади.
Раньше я выбирал самый короткий путь, а теперь - где меньше ям. http://forum.simbike.ru

edw123

Цитата: nikvic от 09 Янв. 2014 в 18:01
Наверное, удобно использовать неттоп (не нужна развязка)
Нужно запитаться именно от ходовой батареи. Поэтому именно про развязку и вопрос.
Цитата: Peoner от 09 Янв. 2014 в 18:47
да пусть изменяется хоть по самой сложной зависимости в мире - количество теплоты не зависит от формы проходящего тока, а только от площади.
Форма импульса, таки, тоже интересна: там 30% ширины - пик меняющейся ширины с максимумом тока и остальные 70% в виде основания тоже с переменной от частоты формой. Можно подумать о действующем значении, но, думаю, проще с реальной формой работать.
Цитата: TOM от 09 Янв. 2014 в 15:45
Если тебе нужно мерять переменку, проще всего поставить трансформатор тока
Нужна площадь и форма импульса, может достаточно и одной полуволны. Вопрос про то, как правильно самому сделать этот "трансформатор тока". Можете какие-нибудь параметры привести?

TOM

Трансформатор тока? Сделать самостоятельно несложно

Взято отсюда  http://www.texnic.ru/shems/ungrad/02.htm

Alv


GreyK

Объясните чем простой шунт не устраивает? Зачем обязательно трансформатторы тока и осцилографы?
TZDZ2(350W)+LiFePO4_36v5Ah

edw123

Цитата: TOM от 09 Янв. 2014 в 22:15
Трансформатор тока? Сделать самостоятельно несложно

Взято отсюда  http://www.texnic.ru/shems/ungrad/02.htm
Там на 50гц синуса - не подходит по частоте как минимум в 10 (и даже в 100)раз.
Цитата: Alv от 09 Янв. 2014 в 22:23
какой максимальный ток? какая точность?
есть такие вот штуки
Собственно ток не надо мерить уже, поскольку есть УЖЕ шунт и надо напряжение на нём мерить.

Опишу поподробнее сложность: напряжение имеет постоянную составляющую со значением напряжения батареи при значении напряжения импульса 0,01-0,1в. Измеритель сидит на общей земле и имеет напряжение питания 4в. Нужна схема согласования уровня, гальваническая развязка, разделительный трансформатор...
Наверное (?) трансформатор, только какие параметры? Какой сердечник, сколько витков, какой провод? :(

nikvic

Цитата: TOM от 09 Янв. 2014 в 22:15
Трансформатор тока? Сделать самостоятельно несложно
Применение трансформатора для измерения токов вполне годится, если форма тока известна: выходное напряжение пропорционально производной тока по времени.
Токовые клещи - пример исполнения.

Когда вид закона тока неизвестен, приходится заниматься интегрированием и ооочень аккуратно следить за систематической ошибкой - средним (алгебраическим) значением тока.
Для наших целей - только для оценок. Ну, можно поставить интегрирующую цепочку, диодик и использовать вольтметр. Или найти самую простую "головку", где железка втягивается в э-магнит.

Напрямую можно использовать дешёвый вариант, шунт, и дорогой - пропорциональный датчик Холла. Который может врать в силу трудностей экранирования магнитного поля.

Для шунта нужно заботиться о галв. развязке: измеритель "сидит" на шунте, его сигналы передаются через развязку. О варианте нетбука с питанием от собственной батареи уже говорил.

edw123

Цитата: nikvic от 10 Янв. 2014 в 13:34
Для шунта нужно заботиться о галв. развязке: измеритель "сидит" на шунте, его сигналы передаются через развязку.
О нём и забочусь. :facepalm:
Внешнее питание и нетбуки: не интересно. Клещи - бесконтактные - не пример.

Измеритель: ацп - АТмега.
Если транс, то какой?

VVK

Цитата: edw123 от 10 Янв. 2014 в 15:14
Измеритель: ацп - АТмега.
Если транс, то какой?
Если вы процессором измерять хотите, то лучше всего датчик тока типа ACS712 или аналогичный. Он с гальваноразвязкой и выходным напряжением 0... 5В

edw123

Цитата: VVK от 10 Янв. 2014 в 15:19
Цитата: edw123 от 10 Янв. 2014 в 15:14
Измеритель: ацп - АТмега.
Если транс, то какой?
Если вы процессором измерять хотите, то лучше всего датчик тока типа ACS712 или аналогичный. Он с гальваноразвязкой и выходным напряжением 0... 5В
Это может будет "вариант Б", поскольку придётся встраивать в проводку. Шунт уже есть. Надо с него сигнал получить.

TOM

Что мешает намотать несколько витков провода на ферритовое кольцо и это кольцо одеть на фазный провод? Такой датчик будет широкополосным, сигнал будет пропорциональным количеству витков вторичной обмотки. Для импульсных сигналов тоже подойдет.

nikvic

Цитата: TOM от 10 Янв. 2014 в 15:46
Что мешает намотать несколько витков провода на ферритовое кольцо и это кольцо одеть на фазный провод? Такой датчик будет широкополосным, сигнал будет пропорциональным количеству витков вторичной обмотки. Для импульсных сигналов тоже подойдет.
Повторюсь.
Главная неприятность - вторичная обмотка "сигнализирует" про производную тока, а не про ток.
Представьте, что Вам нужен спидометр, а под рукой только акселерометр. Задача почти та же - с тем отличием, что фазный ток часто меняет направление.

edw123

Цитата: nikvic от 10 Янв. 2014 в 15:53
Повторюсь.
Главная неприятность - вторичная обмотка "сигнализирует" про производную тока, а не про ток.
Сложноват язык... При любом трансформаторе с первичной обмоткой, подключенной к шунту на вторичной исказится до неузнаваемости форма напряжения - импульса? Или при каких-нибудь параметрах можно добиться вменяемого соответствия?

anatoli_nik

[user]edw123[/user], покажите схему где расположен шунт и процессор, чтобы не гадать на кофейной гуще.
Полный привод: 2*1кВт (при 48В);
22s30Ah народных.
2*9Fet IRFB4110 22A
max 87 kmph, >30000км

edw123

Цитата: anatoli_nik от 10 Янв. 2014 в 20:15
[user]edw123[/user], покажите схему где расположен шунт и процессор, чтобы не гадать на кофейной гуще.
Шунт=фазовый провод. Процессор на общей земле контролера и на слаботочном питании.

nikvic

Цитата: edw123 от 10 Янв. 2014 в 19:58
Цитата: nikvic от 10 Янв. 2014 в 15:53
Повторюсь.
Главная неприятность - вторичная обмотка "сигнализирует" про производную тока, а не про ток.
Сложноват язык... При любом трансформаторе с первичной обмоткой, подключенной к шунту на вторичной исказится до неузнаваемости форма напряжения - импульса? Или при каких-нибудь параметрах можно добиться вменяемого соответствия?
Напомню теорию.
ЭДС контура = скорости изменения магнитного потока через него. А магнитный поток - сумма МП, создаваемого первичной и вторичной обмоткой. И МП первичной обмотки пропорционален мгновенному току в ней...

Но есть и хорошая новость  ;-)
Если вторичная обмотка имеет достаточно малое сопротивление, то ток в ней, приближённо, "блокирует" изменение суммы МП - и тогда он приближённо равен измеряемому току.

Цитата: edw123 от 10 Янв. 2014 в 20:41

Шунт=фазовый провод. Процессор на общей земле контролера и на слаботочном питании.
А зачем ему чужая земля :-)

anatoli_nik

А почему не поставить шунт от минуса к истокам нижних ключей? Или Вы синус городите?
Полный привод: 2*1кВт (при 48В);
22s30Ah народных.
2*9Fet IRFB4110 22A
max 87 kmph, >30000км

edw123

Цитата: nikvic от 10 Янв. 2014 в 20:54
Напомню теорию.
ЭДС контура = скорости изменения магнитного потока через него. А магнитный поток - сумма МП, создаваемого первичной и вторичной обмоткой. И МП первичной обмотки пропорционален мгновенному току в ней...
Не всякую теорию легко спроецировать на практику. Ну или не всем, что в данном случае однофигственно.

Слова "имеет достаточно малое сопротивление" можно в практической величине предположить? 0.1 Ом - это малое? Малое по сравнеию с чем? С первичной?
Цитата: anatoli_nik от 10 Янв. 2014 в 20:59
А почему не поставить шунт от минуса к истокам нижних ключей? Или Вы синус городите?
Разных вариантов - много. На текущий момент пробуется один - в виде фазного провода. Как обоснование - невмешательство в контролер и текущую проводку.

nikvic

Цитата: edw123 от 10 Янв. 2014 в 21:03

Не всякую теорию легко спроецировать на практику. Ну или не всем, что в данном случае однофигственно.

Слова "имеет достаточно малое сопротивление" можно в практической величине предположить? 0.1 Ом - это малое? Малое по сравнеию с чем? С первичной?
Из общих соображений - с количеством витков этой обмотки.
Т.е. можно попробовать на кольцо диаметром сантиметра 3 (фазный провод -сквозь него) намотать витков 10 максимально толстого провода (концы спаять - режим КЗ!), а напряжение снимать с длины одного витка.

TOM

Вторичная обмотка трансформатора тока не замыкается накоротко, а нагружается сопротивлением, которое подбирается для обеспечения максимальной точности измерения. Кстати, трансформаторы тока довольно широко применяются в системах учета электроэнергии, где требования к точности довольно высокие

nikvic

Цитата: TOM от 10 Янв. 2014 в 21:53
Вторичная обмотка трансформатора тока не замыкается накоротко, а нагружается сопротивлением, которое подбирается для обеспечения максимальной точности измерения. Кстати, трансформаторы тока довольно широко применяются в системах учета электроэнергии, где требования к точности довольно высокие
Вот я и предлагаю использовать часть обмотки (её легко изменять) в качестве шунта.

В системах учёта э-энергии нет проблем с формой сигнала, а узнавать им нужно, в простейших случаях,  только эфф. значение тока

Alv


nikvic

Цитата: nikvic от 10 Янв. 2014 в 22:45
Цитата: TOM от 10 Янв. 2014 в 21:53
Вторичная обмотка трансформатора тока не замыкается накоротко, а нагружается сопротивлением, которое подбирается для обеспечения максимальной точности измерения.
Вот я и предлагаю использовать часть обмотки (её легко изменять) в качестве шунта.
Утро вечера мудренее ;-) Это - скверная идея.
Правильность показаний ТТ зависит от отношения Т=L/R, где L, R - индуктивность и общее сопротивление вторичной обмотки и нагрузки. Это отношение имеет размерность времени и описывает процесс падения тока во вторичной обмотке после мгновенного подключения первичной "обмотки" к источнику постоянного тока.

Рассмотрим случай, когда нагрузочный резистор имеет сопротивление, заметно меньшее, чем сама катушка. Тогда это время зависит только от заполнения окна: при увеличении числа витков в 2 раза индуктивность и сопротивление  вырастут в 4. А крайняя ситуация -  почти всё окно заполнено медью - реализуется в реле с задержкой выключения, и время задержки - до десятков секунд.

Стал быть, мотать нужно тонким проводом, заполняя окно по максимуму (оставить место для проходящего провода). Можно  разломить кольца (две насечки по диаметру), намотать и склеить.
Ну и пробовать сопротивления и измерительный прибор (иль осциллограф).
Проверка/поверка. Сквозь кольцо пропускается ток 1А и резко обрывается. Напряжение -   экспонента. Для наших целей вполне хватит, чтобы заметное падение было медленным - не менее 1 сек.

edw123

Цитата: TOM от 10 Янв. 2014 в 21:53трансформаторы тока довольно широко применяются ...
Я не возражаю против применимости и точности. Я возражаю, пока - в данной конструкции, против изменения принципа :) Есть шунт, на нём есть напряжение. Хочется начать не со смены принципа измерения на бесконтактный, а либо с доведения до ума имеющегося, либо с понимания однозначной "непреодолимой сложности" выбранного метода. Сейчас у меня автономный осцилограф - на нём всё замечательно, но не хочется возиться с лишним аккумулятором при наличии ходовой батареи под боком.

Рассматривается вариант трансформатора с первичной на выводах шунта. Предполагаемые проблемы: несинусоидальность сигнала (насколько я понял фразу nikvic "вторичная обмотка "сигнализирует" про производную тока, а не про ток."), достаточно широкий диапазон частот 100гц-30кгц (хотя звуковые трансформаторы известны, но там и более синусоидально). Практические вопросы: материал сердечника, количество витков, сопротивление обмоток (диаметр провода).

nikvic

Цитата: edw123 от 11 Янв. 2014 в 15:28

Рассматривается вариант трансформатора с первичной на выводах шунта.
Это будет вариант трансформатора напряжения (на шунте).
Здесь требуется как можно бОльшее сопротивление измерительного прибора, чтобы через вторичную обмотку ток не тёк.
Для первичной - опять большое отношение L/R, т.е. много витков с хорошим заполнением.

TOM

Импульсные трансформаторы с ферритовым сердечником работают на частотах до сотен килогерц. Намотай две одинаковые обмотки на кольцо, одну из них подключи к шунту, а на второй посмотри, насколько искажается сигнал. Осциллограф, я так понял, есть в наличии?

edw123

Цитата: nikvic от 11 Янв. 2014 в 15:45
Это будет вариант трансформатора напряжения (на шунте).
Ну это-то самое лёгкое. :)
Цитата: nikvic от 11 Янв. 2014 в 15:45Здесь требуется как можно бОльшее сопротивление измерительного прибора, чтобы через вторичную обмотку ток не тёк.
Для первичной - опять большое отношение L/R, т.е. много витков с хорошим заполнением.
Сопротивление первичной д.б. >> сопротивления шунта => достаточно и 0,1Ома. По поводу количества витков: 10 витков - это много? или надо 1000? Очень лень мотать 1000 и пример дросселей на материнках с количеством витков =10 очень заразителен. Так сколько надо?
Сердечник: железо или феррит? Какой проницаемости?
Цитата: TOM от 11 Янв. 2014 в 16:09Намотай две одинаковые обмотки на кольцо, одну из них подключи к шунту, а на второй посмотри, насколько искажается сигнал.
"Эт-т-т-о не наш метод" (С) Так до бесконечности можно... без приблизительного понимания куда двигаться.

nikvic

Цитата: edw123 от 11 Янв. 2014 в 22:03

Сопротивление первичной д.б. >> сопротивления шунта => достаточно и 0,1Ома. По поводу количества витков: 10 витков - это много? или надо 1000? Очень лень мотать 1000 и пример дросселей на материнках с количеством витков =10 очень заразителен. Так сколько надо?
Сердечник: железо или феррит? Какой проницаемости?
Наверное, феррит надёжнее.
Представьте, что Вы подали на первичную обмотку  0.1в (в полной схеме - падение напряжения на шунтике). В катушке возникнет растущий ток. Требуется, чтобы этот рост был достаточно долгим - по сравнению  с характерными периодами измеряемого тока. Именно этот рост создаст увеличение потока, которое превратится в напряжение, измеряемое на вторичной обмотке.
Так что 1000 витков явно лучше: фазные токи будут меряться точнее и при малых оборотах.
====
Однако все эти выкрутасы ненадёжны и всерьёз используются только при фиксированной частоте и хорошей синусоиде. В любом случае получим противную фазочастотную характеристику.

Здесь была хорошая ссылка - холл ставится в разрез кольца. Развязка есть, 5в взять с контроллера. Другой вопрос, что Вы хотите увидеть - число или кривую.


edw123

Цитата: nikvic от 11 Янв. 2014 в 22:30...Требуется, чтобы этот рост был достаточно долгим - по сравнению  с характерными периодами измеряемого тока. Именно этот рост создаст увеличение потока, которое превратится в напряжение, измеряемое на вторичной обмотке.
Напряжение переменное, большая индуктивность проинтегрирует "в 0". Мне кажется. С другой стороны малая индуктивность превратит один импульс в пилу более мелких... :sorry:
Для кольца с холлом, мне кажется, маловат ток в проводе? Можно пробовать несколько витков фазного намотать на кольцо - поможет? (Но лучше бы с шунтом и трансформатором добить...)

nikvic

Цитата: edw123 от 12 Янв. 2014 в 15:07

Напряжение переменное, большая индуктивность проинтегрирует "в 0". Мне кажется. С другой стороны малая индуктивность превратит один импульс в пилу более мелких... :sorry:
Для кольца с холлом, мне кажется, маловат ток в проводе? Можно пробовать несколько витков фазного намотать на кольцо - поможет? (Но лучше бы с шунтом и трансформатором добить...)
Обе схемы с трансом являются фильтрами с простой характеристикой, не позволяющей сохранить форму импульса. Для звука это неважно - ухо нечувствительно к фазам.
В схеме с Холлом чувствительность действительно легко регулировать числом витков. Дядя там мерял, кажется, около 100А, нам нужен диапазон 1А..100А.

edw123

Цитата: nikvic от 12 Янв. 2014 в 17:45Обе схемы с трансом являются фильтрами с простой характеристикой, не позволяющей сохранить форму импульса. Для звука это неважно - ухо нечувствительно к фазам.
В схеме с Холлом чувствительность действительно легко регулировать числом витков. Дядя там мерял, кажется, около 100А, нам нужен диапазон 1А..100А.
Про фильтр - это понятно...
Мне для разумной точности нужно хотя бы 0,1А иначе будет только триггер. Т.е. надо пробовать. Для этого холл покупать... тогда уж ОУ с оптическим входом тоже годится :( а провод да сердечники прямо под боком... Придётся, видимо, на автономном устройстве остановиться...