Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Wykorzystanie wad indukcyjnych mierników energii elektrycznej.

Kraniec_Internetów 09 Cze 2017 21:24 2184 19
  • #1 09 Cze 2017 21:24
    Kraniec_Internetów
    Poziom 41  

    Witajcie.
    Wpadłem na pewną ideę, której nie chce mi się testować w działaniu, a co mnie bardzo ciekawi. Uprzedzam - nie zamierzam kraść prądu. Pytam z ciekawości.
    Do rzeczy:
    Tym, do których w szczególności kieruję ten temat nie muszę tłumaczyć zasady działania indukcyjnego miernika energii elektrycznej. Całość rozchodzi się o zmianę prądu w czasie. I tu dochodzimy do sedna - co jeżeli prąd będzie miał przebieg prostokątny, do tego płynął w jedną stronę (dioda w linii płynięcia prądu)?
    Działanie teoretyczne układu przedstawiłem poniżej:
    Wykorzystanie wad indukcyjnych mierników energii elektrycznej.
    Czerwone to przebieg napięcia, a niebieskie to prąd. Na wartości nie patrzcie - nie są na razie istotne.
    I tak - moim zdaniem licznik nie zarejestruje poprawnie tak szybkiego skoku prądu, o ile wogóle to zrobi. Następnie nie zarejestruje prądu stałego płynącego przez większą część czasu gdy napięcie jest dodatnie, następnie równie niepoprawnie zarejestruje szybki spadek prądu do 0.
    Takie urządzenie ładuje kondensator, z którego możemy pobrać energię pamiętając o wydajności źródła.
    Sprawdzamy miernikiem czy licznik poprawnie rejestruje ilość energii. Wątpię że tak będzie.
    Czy mam rację? Jeżeli nie, to czemu?

    0 19
  • #2 09 Cze 2017 22:28
    czesiu
    Poziom 33  

    Jak chcesz uzyskać taki przebieg? Przebieg prądu sieciowego wyprostowanego przez diodę i jeszcze ładujący kondensator inaczej wygląda. Znacznie ciekawiej wyglądają przebiegi prądu świetlówki kompaktowej, tam właśnie ładuje się kondensator przez diodę, tyle że dwupołówkowo.
    Co to znaczy ze licznik nie zdąży zarejestrować szybkiego skoku prądu, dokładnie taki sam prąd przepływa przez cewkę prądową licznika jak i odbiornik, cewka prądowa wytworzy pole magnetyczne proporcjonalne do prądu bez opóźnienia. Może masz na myśli bezwładność tarczy licznika, myślę że przy 50 "pikach" prądu to też nie będzie miało większego wpływu na zliczanie energii.

    0
  • #3 09 Cze 2017 22:36
    Kraniec_Internetów
    Poziom 41  

    czesiu napisał:
    Jak chcesz uzyskać taki przebieg? Przebieg prądu sieciowego wyprostowanego przez diodę i jeszcze ładujący kondensator inaczej wygląda. Znacznie ciekawiej wyglądają przebiegi prądu świetlówki kompaktowej, tam właśnie ładuje się kondensator przez diodę, tyle że dwupołówkowo.

    Czy ja napisałem, że w układzie jest TYLKO dioda i kondensator? Nie. Nakreśliłem działanie układu i dla wizualizacji nakreśliłem przebieg prądu w funkcji napięcia. A uzyskam taki bez najmniejszych problemów używając elektroniki.
    czesiu napisał:
    cewka prądowa wytworzy pole magnetyczne proporcjonalne do prądu bez opóźnienia
    Masz rację. Tylko pole to pojawi się dosłownie na krótki moment.
    czesiu napisał:
    Może masz na myśli bezwładność tarczy licznika,
    Raczej bezwładność całego układu, ale poniekąd tak.
    czesiu napisał:
    myślę że przy 50 "pikach" prądu to też nie będzie miało większego wpływu na zliczanie energii.

    Na pewno zmniejszy pożądany efekt, ale przecież liczniki nie są przystosowane do wyprawiania z nimi takich cudów, więc nie wierzę, że nie będzie przekłamywał. Poza tym napisałeś tylko o kwestii samej zmiany prądu. A co w momentach, gdy płynie prąd stały? Tam też będą zakłamania.

    Chyba, że istnieje obwód, który wymusi płynięcie stałego prądu (o stałej wartości i kierunku) niezależnie od tego w której połówce sinusoidy dokonujemy pomiaru. I to bez ingerencji w sieć przed licznikiem.

    0
  • #4 09 Cze 2017 22:57
    czesiu
    Poziom 33  

    Kraniec_Internetów napisał:
    Chyba, że istnieje obwód, który wymusi płynięcie stałego prądu (o stałej wartości i kierunku) niezależnie od tego w której połówce sinusoidy dokonujemy pomiaru. I to bez ingerencji w sieć przed licznikiem.

    Nie możemy utrzymać stałego kierunku prądu, bo w drugiej połówce okresu energia przepływałaby do sieci więc bilans energii wyszedłby na zero.
    Przepływ energii w obie strony przy praktycznie zerowym bilansie występuje np gdy włączymy do sieci kondensator.

    0
  • #5 09 Cze 2017 23:17
    Kraniec_Internetów
    Poziom 41  

    czesiu napisał:
    Nie możemy utrzymać stałego kierunku prądu, bo w drugiej połówce okresu energia przepływałaby do sieci więc bilans energii wyszedłby na zero.

    No tak. Ale wtedy teoretycznie licznik by nic nie naliczył, więc prawie się udało :)
    Czyli stoimy na bezwładności licznika oraz magnetyzmie.
    Może kiedyś przetestuję - takie liczniki po 20 pln na allegro :)

    0
  • #6 10 Cze 2017 01:12
    Carolus_Independent
    Poziom 13  

    Witam,
    motto:
    "
    Nie kcem, ale muszem...
    "
    Autor powszechnie znany

    Kraniec_Internetów napisał:
    Witajcie.
    Wpadłem na pewną ideę, której nie chce mi się testować w działaniu, a co mnie bardzo ciekawi. Uprzedzam - nie zamierzam kraść prądu. Pytam z ciekawości.
    Do rzeczy:
    Tym, do których w szczególności kieruję ten temat nie muszę tłumaczyć zasady działania indukcyjnego miernika energii elektrycznej. Całość rozchodzi się o zmianę prądu w czasie. I tu dochodzimy do sedna - co jeżeli prąd będzie miał przebieg prostokątny, do tego płynął w jedną stronę (dioda w linii płynięcia prądu)?
    Działanie teoretyczne układu przedstawiłem poniżej:
    Wykorzystanie wad indukcyjnych mierników energii elektrycznej.
    Czerwone to przebieg napięcia, a niebieskie to prąd. Na wartości nie patrzcie - nie są na razie istotne.
    I tak - moim zdaniem licznik nie zarejestruje poprawnie tak szybkiego skoku prądu, o ile wogóle to zrobi. Następnie nie zarejestruje prądu stałego płynącego przez większą część czasu gdy napięcie jest dodatnie, następnie równie niepoprawnie zarejestruje szybki spadek prądu do 0.
    Takie urządzenie ładuje kondensator, z którego możemy pobrać energię pamiętając o wydajności źródła.
    Sprawdzamy miernikiem czy licznik poprawnie rejestruje ilość energii. Wątpię że tak będzie.
    Czy mam rację? Jeżeli nie, to czemu?
    Okrywasz Amerykę na nowo, ale trudno dziwić się skoroś młody - i tamtych czasów z przełomu lat '60/'70 ub.w. nie pamiętasz - a historii też nie znasz, jak również i nie znasz porządnie TOE - Teoria Obwodów Elektrycznych.
    Tu przypomnienie: w/w latach powszechnie w użyciu były lampowe telewizory czarno-białe - mawiano wtedy; 'dwukolorowe' :D - i o zasilaniu bezpośrednim z sieci AC 220V, czyli szeregowe żarzenie (pośrednie) lamp o wartości nominalnej 300mA (seria P) oraz z prostownikiem jednopołówkowym do uzyskania napięć stałych.
    Do tego wiele jeszcze było w użyciu lampowych (seria U, prąd żarzenia 100mA) radioodbiorników o podobnych zasilaniu bezpośrednim, j/w, marki "Pionier" (produkowane w Polsce od końca lat 40-ych na licencji szwedzkiej).
    Z autopsji pamiętam, iż można było wtedy oglądać programy w/w telewizorze oraz słuchać audycji radiowych za pomocą w/w OR Pionier, a licznik energii elektrycznej o ustroju indukcyjnym - produkcji PAFAL z Świdnicy - ani drgnął, jeśli tylko inne obciążenie nie było włączone.




    Kiedy nastał Gierek - kto to pamięta, kiedy to było? (ja pamiętam, a i już byłem żonaty... :cry: ) - zaczęto, m. in. wdrażać hasło: "przemysł z nauką, nauka z przemysłem" i w ramach tego trendu Zakłady Energetyczne zleciły Uczelni zrobienie bilansu poboru energii elektrycznej przez gospodarstwa domowe, ponieważ mało dokładny - z przyczyn niezależnych - bilans energii mierzonej w rozdzielni średniego napięcia a sumą poboru energii przez gospodarstwa wykazywał znaczny niedobór.
    Innymi słowy, "ginęła" po drodze do odbiorcy energia, ale ponieważ nie można było w jednym dniu odczytać (ideał byłby w jednej chwili) wskazań wszystkich liczników zamontowanych w gospodarstwach domowych, więc posiłkowano się ekstrapolacjami, itd. ale mimo tego ów niedobór ciągle powiększał się, choć bilanse robione dla odbiorców przemysłowych wykazywały poprawne wyniki.
    Dlatego też zamontowano liczniki energii elektrycznej w rozdzielni n.n. - zasilającej już znacznie mniej odbiorców - więc możliwy był odczyt liczników energii, przez inkasenta, w jednym dniu u wszystkich odbiorców podłączonych do danej rozdzielni n.n, jak i wskazań licznika na danej rozdzielni.
    Tu - i słusznie - twierdzono, iż w takim przypadku błąd pochodzący od niejednoczesnego odczytu liczników energii u odbiorców jak i na rozdzielni n.n. będzie znacznie mniejszy od błędu przy poprzednim, w/w, sposobie bilansowania energii.
    Jednak te pomiary-bilanse, powtarzane kilkakrotnie po każdorazowym odczycie liczników u odbiorcy, niczego nowego nie wniosły - nadal bilans był mocno ujemny jak poprzednio.
    Dotąd te bilanse sporządzały sobie Zakłady Energetyczne we własnym zakresie, ale mając "zielone światło" na badania od partii i rządu - patrz wyżej - zleciły ten temat Uczelni, ponieważ zachodziło podejrzenie, iż chyba "w gospodarstwach domowych znacznie wzrosła kradzież energii el.", co - oczywiście - nie było prawdą oraz było trudne do zrozumienia (przez Partię); "by tak haniebnie postępował znaczny odsetek prawego społeczeństwa". :cry:
    Tu już na pierwszym sympozjum omawiającym - przez moich starszych Kolegów - wyniki następnych bilansów energii, gdzie również brało udział Kierownictwo ZE, wskazano - a m. in. i ja - jako głównego winowajcę właśnie rzeczony tu indukcyjny licznik energii elektrycznej.
    A wykonane później badania laboratoryjne takich liczników - było dokładnie znane obciążenie rezystancyjne tego licznika, więc poprzez poprawny pomiar wartości skutecznej napięcia, czy prądu, wyprostowanego jednopołówkowo można było poprawnie zmierzyć (policzyć) ilość straconej w rezystorze (o stałej wartości rezystancji) energii - potwierdziły słuszność postawionej hipotezy.

    Liczniki te - a było ich kilka typów - zaniżały wskazania, przy obciążeniu prądem jednokierunkowym od 30% do 60%, i więcej, w zależności od wartości pobieranego prądu, a przy niewielkim obciążeniu nie mierzyły wcale (tarcza licznika - zatrzymana przez magnes "chorągiewki", hamulec - nie obracała się).

    Tu masz rację, iż taki licznik energii elektrycznej o ustroju indukcyjnym będzie wskazywał mniejszy pobór energii od rzeczywiście pobranej, i wcale nie potrzeba tu owej "skokowej" zmiany wartości prądu, błąd będzie również wtedy, kiedy przebieg prądu będzie sinusoidalny, ale jednokieunkowy.
    Wszak podobny skokowy - choć nie prostokątny, a w postaci pulsu - przebieg prądu jest wtedy, kiedy za prostownikiem jednopołówkowym jest włączony filtr pojemnościowy.
    Stąd pojawił się na początku lat '90 ub.w. wymóg stosowania układów PFC - Power Factor Correction - (biernych, aktywnych), od pewnej wartości mocy obciążenia, dla odbiorników o nieliniowym charakterze obciążenia, np. takich jak wszelkiego typu zasilacze z przetwornicami DC/DC, a powszechnie stosowane do zasilania urządzeń elektronicznych.
    Ale to już jest inna strona tego zagadnienia, ponieważ Energetyka jak tylko byłoby ją na to stać, to zainstalowała by (a co i sukcesywnie czyni) wszystkim odbiorcom domowym elektroniczne liczniki energii elektrycznej, a mierzące pobór energii czynnej na podstawie definicji, więc na nic takie, jak wymienione tu przez Ciebie "podchody".
    A i są zakusy ZE - poszukaj tu o tym w innych tematach - by odbiorca inwidualny płacił również za pobór mocy pozornej, w odniesieniu do poboru mocy czynnej... :idea:
    Tylko jak będzie to obciążenie o poborze prądu niesinusoidalnym (zakładając a priori, że przebieg napięcia jest sinusoidalny) - zagadnienie mi dobrze znane od lat oraz niejednokrotnie dyskutowane na różnego rodzaju "naukowych dysputach" o tym - to co "nowa teoria" o tym, to nowe "rewelacje", ale obiektywnej prawdy o tym Teoria Obwodów Elektrycznych dotąd NIE potrafi dostarczyć. :cry:
    Wobec powyższego pytam: jak to obiektywnie mierzyć?

    Pozdrawiam

    5
  • #7 10 Cze 2017 08:50
    Kraniec_Internetów
    Poziom 41  

    @Carolus_Independent
    Czyli już sama dioda wprowadza olbrzymi błąd pomiarowy, co jest potwierdzone historycznie. Niestety wcześniej wpływu diody na odczyt licznika nie znalazłem niczego konkretnego.
    Pozostaje kwestia kolejnego zniekształcenia prądu, tj skokowa jego zmiana.

    Carolus_Independent napisał:
    Wobec powyższego pytam: jak to obiektywnie mierzyć?

    Miernikiem elektroniczym. Zmierzy wszystko, nawet moc pozorną, harmoniczne jak bedzie trzeba i ich kierunek.
    Aha! Układ jaki przestawiłem w #1 musi strasznie siać do sieci. A z tego są kary...

    0
  • #8 10 Cze 2017 09:11
    Carolus_Independent
    Poziom 13  

    Kraniec_Internetów napisał:

    Miernikiem elektroniczym. Zmierzy wszystko, nawet moc pozorną, harmoniczne jak bedzie trzeba i ich kierunek.
    Miernik elektroniczny zmierzy, ale - co widzę - NIE ZROZUMIAŁEŚ sedna sprawy.
    Pytałem co zmierzy; wymyślone przez "uczonych" dyrdymały, do których NIE MA - jak dotąd - obiektywnej Teorii?

    Kraniec_Internetów napisał:
    Aha! Układ jaki przestawiłem w #1 musi strasznie siać do sieci. A z tego są kary...
    Przede wszystkim to Twój "układ" jest tak teoretyczny, iż w praktyce NIE JEST on realizowalny.

    0
  • #9 10 Cze 2017 11:27
    118460
    Użytkownik usunął konto  
  • #10 10 Cze 2017 16:13
    Carolus_Independent
    Poziom 13  

    WojcikW napisał:
    Carolus_Independent napisał:
    ...
    Pytałem co zmierzy; wymyślone przez "uczonych" dyrdymały, do których NIE MA - jak dotąd - obiektywnej Teorii?
    ...
    Jak to nie ma obiektywnej teorii? Sam pisałeś:
    Carolus_Independent napisał:

    ... elektroniczne liczniki energii elektrycznej, a mierzące pobór energii czynnej na podstawie definicji
    Więc pobór energii czynnej można zmierzyć. Można sprawdzić taki pomiar, tak jak pisałeś dla prostownika:
    Carolus_Independent napisał:
    ...więc poprzez poprawny pomiar wartości skutecznej napięcia, czy prądu, wyprostowanego jednopołówkowo można było poprawnie zmierzyć (policzyć) ilość straconej w rezystorze (o stałej wartości rezystancji)...
    Mocy czynnej, a właściwie energii czynnej, tak i tu jest wszystko jak najbardziej zgodne z Teorią.

    WojcikW napisał:
    Pobór mocy pozornej jeszcze łatwiej zmierzyć bo to iloczyn wartości skutecznych: napięcia i prądu. Więc w czym problem?
    Niby prawda, ale pomiar ENERGII POZORNEJ, ponieważ o to tu idzie - a co takiego jest przy przebiegach odkształconych, hę? - już nie jest ani łatwe, ani jednoznaczne.

    0
  • #11 10 Cze 2017 18:10
    Kraniec_Internetów
    Poziom 41  

    Prezentuję przykładowy obwód pracujący wg opisu:
    Wykorzystanie wad indukcyjnych mierników energii elektrycznej.
    Brak wartości niektórych rezystorów ze względu na brak założeń co do wartości prądu i napięcia minimalnego.
    Dioda prostuje zasilanie jednopołówkowo. R33, D2 i C1 stanowią zasilanie 15V dla napięć referencyjnych i układu TL072. R2-R5 regulują przy jakim napięciu sieci ma zacząć płynąć prąd. Przecież dla Robc=20 omów, oraz i=12V nie popłynie 5A (dla przykładu). Należy więc tę wartość obciąć. Następnie dalsza część układu ogranicza prąd wyjściowy do zadanej wartości.
    Schemat narysowany tylko do celów poglądowych.

    0
  • #12 10 Cze 2017 18:51
    REMUR.
    Poziom 21  

    W celach edukacyjnych polecam równie ciekawe rozwiązanie. Zastosowanie ma w liczniku indukcyjnym bez blokady obrotu tarczy wstecz.
    Wykorzystanie wad indukcyjnych mierników energii elektrycznej.

    0
  • #14 10 Cze 2017 19:14
    Darom
    Specjalista elektryk

    REMUR. napisał:
    W celach edukacyjnych polecam równie ciekawe rozwiązanie. Zastosowanie ma w liczniku indukcyjnym bez blokady obrotu tarczy wstecz.
    Wykorzystanie wad indukcyjnych mierników energii elektrycznej.


    Do niektórych elektroników też ma zastosowanie - będziesz "prosumentem" ;-).

    Kraniec_Internetów napisał:
    Prezentuję przykładowy obwód pracujący wg opisu:
    Wykorzystanie wad indukcyjnych mierników energii elektrycznej.


    Ten ograniczk prądu (na trzech tranzystorach mocy) nie wytrzyma dużych prądów. To musi być rozwiązanie z indukcyjnością.

    pzdr
    -DAREK-

    0
  • #15 10 Cze 2017 19:21
    REMUR.
    Poziom 21  

    Kraniec_Internetów napisał:
    przed licznikiem się legalnie wpiąć nie można

    Legalnie nie, i to jest jedyna jego wada.

    0
  • #16 10 Cze 2017 19:37
    Kraniec_Internetów
    Poziom 41  

    @Darom Wiem. Ale przecież napisałem:

    Kraniec_Internetów napisał:
    Schemat narysowany tylko do celów poglądowych.

    Kwestia zwiększenia ilości tranzystorów, albo ich rodzaju. Cewka spowoduje przesunięcie fazowe, zakłamanie wyniku. Małe ale jednak. Dodam jeszcze kondensator między N a wyjście układu. Ograniczenie prądu, a zatem i napięcie progowe będzie trzeba dobierać do konkretnego odbiornika, ale to nie problem.
    Prawdę mówiąc mam wszystkie elementy potrzebne do tego układu :) Może się pobawię. Obciążenie musi być na napięcie mniejsze niż 230V. W praktycznym wykorzystaniu odpowiednie byłyby np ładowarki, zasilacz komputerowy, źródła światła i podobne. Sam użyłbym do pomiaru żarówek, albo opornicy wodnej.

    0
  • #17 10 Cze 2017 19:46
    Darom
    Specjalista elektryk

    Kraniec_Internetów napisał:
    @Darom Wiem. Ale przecież napisałem:
    Kraniec_Internetów napisał:
    Schemat narysowany tylko do celów poglądowych.

    Kwestia zwiększenia ilości tranzystorów, albo ich rodzaju.
    Wiem, że to jest dorobny szczegół, który przy realizacji musiałby być zweryfikaowany. Jednak upieram się, że nie jest to kwestia ilości tranzystorów lub ich rodzaju. Po prostu w takim rozwiązaniu może się okazać, że więcej mocy tracisz w tych tranzystorach niż w odbiorniku.
    pzdr
    -DAREK-

    0
  • #18 10 Cze 2017 19:50
    Kraniec_Internetów
    Poziom 41  

    Darom napisał:
    Po prostu w takim rozwiązaniu może się okazać, że więcej mocy tracisz w tych tranzystorach niż w odbiorniku.

    Tak będzie na 100% przy niektórych odbiornikach. Mógłbym zrobić to ograniczenie na układach LC, ale raz, że prąd nie byłby idealnie stały (a w założeniu jest) a dwa, że mocno ogranicza mi to wachlarz odbiorników.

    0
  • #19 11 Cze 2017 20:26
    pikarel
    Poziom 31  

    Kraniec_Internetów napisał:
    Darom napisał:
    Po prostu w takim rozwiązaniu może się okazać, że więcej mocy tracisz w tych tranzystorach niż w odbiorniku.

    Tak będzie na 100% przy niektórych odbiornikach. Mógłbym zrobić to ograniczenie na układach LC, ale raz, że prąd nie byłby idealnie stały (a w założeniu jest) a dwa, że mocno ogranicza mi to wachlarz odbiorników.

    Zastosowanie regulatora liniowego to oczywiste straty cieplne w nim, "jedzące" zysk z wady urządzenia pomiarowego.

    Według mnie prąd do obciążenia trzeba dostarczyć kluczem PWM (n≧90%), a pomiar prądu wykonywać nie na obciążeniu, lecz w punkcie włączenia się do sieci.
    Na obciążeniu pomiar tylko jako zabezpieczenie, przed przekroczeniem maksymalnego prądu (tranzystory klucza).

    W wykonaniu jest to dosyć skomplikowane, nawet nie pokuszę się o narysowanie schematu poglądowego;
    sterowanie kluczami zasilanymi siecią, przy częstotliwości kilkadziesiąt kiloherców wymaga już znajomości tych układów
    oraz małego biura konstrukcyjnego.

    0
  • #20 11 Cze 2017 20:29
    retrofood
    Moderator

    Te wszystkie kombinacje mogą się okazać daremne, przecież do 2020 roku liczniki indukcyjne mają zniknąć.
    Temat zamykam.

    0