Ich versuche, den Leistungsfaktorwinkel mit einem Mikrocontroller zu erfassen.
Nun der Mechanismus, den ich mir so gedacht habe
Mein Problem: Ich habe eine Nullspannungsschaltung mit Transistoren und Operationsverstärkern hergestellt. Der Transistor ist von der zwischen Emitter und Basis angelegten Spannung abhängig. Wenn die Spannung Null ist, ist der Transistor ausgeschaltet und der 5-V-Kollektorimpuls wird über Kollektor und Emitter erhalten.
Aber was für Strom? Gibt es ein elektronisches Gerät, das durch Strom ein- und ausgeschaltet wird?
Ich denke also, die einzige Lösung besteht darin, den Strom in Spannung umzuwandeln und dann den Nullpunkt der Spannung zu erfassen. Ist es eine praktikable Lösung?
@Andy aka
Zweifel: Um Strom abzutasten, muss ich einen Stromwandler verwenden (um den Strom zu senken) und ihn in Spannung umwandeln und dann einen 12-Bit-ADC verwenden, oder ist ein ADC verfügbar, der den Stromeingang direkt in digital umwandeln kann ?
Ich versuche, den Leistungsfaktorwinkel mit einem Mikrocontroller zu erfassen.
Dies mit einem gewissen Maß an Genauigkeit und für unbekannte Lastbedingungen zu tun, ist viel kniffliger als Sie denken. Folgendes berücksichtigen: -
Es ist sicher schwierig. Wenn ich es tun würde, würde ich mich an diese Leistung erinnern, denn eine gute Sinuswellen-Versorgungsspannung ist Spannung x Grundfrequenz des Stroms. Bei einer Sinuswellenversorgung tragen Oberschwingungen, die den Strom verzerren, NICHT zur Leistung bei, wie von den Versorgungsunternehmen gemessen.
Auf dieser Grundlage würde ich sowohl auf Spannung als auch auf Strom eine gleiche Tiefpassfilterung anwenden, bevor ich etwas unternehme. Die Filterung muss nicht auf die Spannung angewendet werden, aber wenn sie auf beide angewendet wird, bleiben sowohl Strom- als auch Spannungswellenformen in Bezug auf die Zeitverzögerungen synchron, die durch solche Filter entstehen, und ich sollte nicht sagen müssen, warum dies wichtig ist.
Wie viele Ordnungen der Tiefpassfilterung? Ich würde mindestens 6 sagen und realistisch gesehen würde ich keine Zeit damit verschwenden, es im analogen Bereich zu tun, um beide Filter genau richtig zu halten - ich würde direkt Volt und Ampere in digitale umwandeln und so viel digitale LP-Filterung wie möglich anwenden .
Wohin bringt dich das? Letztendlich versuche ich, die tatsächliche Leistung zu berechnen, indem ich V und I multipliziere, um echte Watt zu erhalten. Ich muss V und I nicht filtern, um dies zu tun, aber wenn ich verstehen möchte, wie hoch der Effektivwert des Stroms bei der Grundfrequenz der Versorgungsspannung ist (die einzige Frequenz, die für Leistungsberechnungen auf der Grundlage einer anständigen Spannungswellenform anwendbar ist). Ich muss die gefilterten Wellenformen verwenden.
Ich habe also Leistung (abgetastete V-Wellenform x abgetastete I-Wellenform, dann pro Zyklus gemittelt) und ich habe RMS-Volt und RMS-Ampere (basierend auf Samples quadriert, dann gemittelt und dann quadratisch gewurzelt). Bleiben Sie nicht in der Nähe von Nyquist - sehen Sie sich tausend Samples pro Zyklus an, um alle harmonischen Nuancen des Stroms einzufangen und Aliasing zu vermeiden.
Als nächstes teile ich die Leistung durch das Produkt der Effektivwerte von I und V und das ergibt den Leistungsfaktor - ein Wert, der Null ist, wenn der Strom um 90 Grad zur Spannung phasenverschoben ist, und 1, wenn Volt und Ampere vollständig in Phase sind - denken Sie daran Ich spreche davon, dass die Grundlagen hier in Phase sind, nicht alle Oberschwingungen des Stroms - sie spielen keine Rolle, wenn die Ansteuerspannung eine Sinuswelle ist.
Der Leistungsfaktor wird in den Phasenwinkel umgewandelt, indem Arc cos genommen wird, und Sie haben jetzt den Phasenwinkel.
Ich habe Stromzähler für Versorgungsunternehmen entworfen, falls Sie sich gefragt haben !!
Wie wäre es mit einem Optokoppler in Reihe mit der Last? Sie würden eine kleine Schaltung benötigen, um den Strom gleichzurichten (BR1) und zu begrenzen (D2, D3, R3). D2 und D3 begrenzen gleichzeitig die Spannung über der Schaltung, aber im schlimmsten Fall gibt es aus Sicht der Last immer noch einen Spannungsabfall von etwa 3 V. V1 sollte daher viel höher als 3 V sein.
Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan
Der Ausgang wird hochgezogen, wenn die LED aufhört, Strom zu leiten, also während des Nulldurchgangs.
Andi aka
Santosch
Andi aka