Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Pomiar prądu w obwodzie 220V DC.

dawid.barracuda 14 Nov 2017 17:23 963 23
  • #1
    dawid.barracuda
    Level 13  
    Szanowni Koledzy,



    muszę zaproponować na zajęcia obwód do pomiaru prądu w obwodzie 220 V DC, obwód poniżej:
    Pomiar prądu w obwodzie 220V DC.
    Konkretnie chodzi o pomiar prądu płynącego przez kondensator w stanach dynamicznych i mam tu na myśli zmiany położenia łącznika SW.
    SW jest zwykłym przekaźnikiem o słabych możliwościach łączeniowych, zwłaszcza jeśli chodzi o prąd stały i wobec tego została dodana równoległa pojemność (1 uF). Prąd płynący w obwodzie to 10 A. Model przekaźnika to RM85-5021-25-1012. I to są niejako "dane do zadania".
    O ile z pomiarem nie miałbym problemu na potencjale masy (wykorzystałbym np. wzmacniacz operacyjny w układzie różnicowym i mały, precyzyjny rezystor) , o tyle na wysokim nie za bardzo mam pomysł. Poza tym chciałbym mieć przebiegi z oscyloskopu więc muszę się do układu bezpiecznie podłączyć. Więc najchętniej zrobiłbym coś w rodzaju wzmacniacza różnicowego (czyli głównie obserwowanie kształtu prądu na oscyloskopie), bo to jest dość proste i przebiegi ładnie wychodzą.
    Nie za bardzo mam pomysły głównie przez ten wysoki potencjał, do tej pory jak robiłem obwody tego typu to na bardziej strawnym poziomie napięć, gdzie i w wysokim potencjale mogłem użyć wzmacniacza różnicowego.

    Proszę uprzejmie o wskazówki i pozdrawiam.
    [28-30.06.2022, targi] PowerUP EXPO 2022 - zasilanie w elektronice. Zarejestruj się za darmo
  • #3
    dawid.barracuda
    Level 13  
    Jasne, funkcjonalność zachowam, ale nie wiem na chwilę obecną czy mogę to zrobić. W założeniu ma to być model obwodu pomocniczego DC w stacji elektroenergetycznej, dlatego stycznik jest na wysokim potencjale. No i jednak bezpieczniej jest przerwać obwód bliżej źródła niż w minusie. Przerywając w minusie mam obciążenie na potencjale w momencie wyłączenia obwodu.
  • Helpful post
    #4
    tzok
    Moderator of Cars
    Jeśli obwód nie ma galwanicznego połączenia z siecią to potencjał bocznika nie ma większego znaczenia, 200V dla większości oscyloskopów to żaden problem. Czyli rezystor 0,01R szeregowo z kondensatorem, sonda Y1 przed rezystorem, a masa oscyloskopu za. Ewentualnie masa oscyloskopu na masę układu, kanał Y1 przed rezystor, kanał Y2 za rezystor i wyświetlać różnicę Y1-Y2 (czyli na analogowym CRO tryb ADD, i załączony tryb INV na kanale Y2). Kolejna opcja to przystawka prądowa z czujnikiem Halla (cęgi prądowe).
  • #6
    dawid.barracuda
    Level 13  
    Lema chcę właśnie uniknąć, bo powinno być to wykonane jak najmniejszym kosztem. Oprócz tego ten prąd w kondensatorze szybko spadnie do wartości za małych dla lema.
    A jak w tym wypadku wyglądałaby optoizolacja?
  • #7
    _lazor_
    Moderator of Designing
    To może pomiar prądu czujnikiem Halla? Jest separacja galwaniczna, więc nie trzeba się obawiać o osprzęt pomiarowy, a i dokładność pomiarów jest w miarę ok.
  • #8
    dawid.barracuda
    Level 13  
    A czy to się nie sprowadza do wykorzystania lema? Czy masz na myśli goły czujnik halla i swój obwód do tego?
  • Helpful post
    #9
    _lazor_
    Moderator of Designing
    Lem ma pomiar na rdzeniu ferrytowym, dzięki temu jest dokładniejszy. Czujniki prądu na bazie efektu halla, najczęściej mierzą strumień bez rdzenia, więc są tańsze ale mniej dokładne.
  • #12
    dawid.barracuda
    Level 13  
    Nie za bardzo wiem czego się tam spodziewać szczerze mówiąc. Mamy obwód jak z mojego pierwszego postu. Otwieramy łącznik i pojawia się na pewno pik prądu. Ile on potrwa to tego właśnie nie wiem, ale nie spodziewam się długich czasów.
  • Helpful post
    #13
    _lazor_
    Moderator of Designing
    Ja też nie wiem, nie ja projektuje układ. W dokumentacji masz bandwidth czujnika i pozostałe potrzebne informacje.
  • Helpful post
    #14
    Strumien swiadomosci swia
    Level 43  
    A weź zamodeluj ukłąd i już będziesz wiedział co i jak. Gorzej przy właczeniu stycznika będzie musiał rozładować kondensator dużym prądem , setki amper.

    Dodano po 5 [minuty]:

    Teraz zerknąłem ten przekaźnik nie nadaj się do łączenia DC 10A 220V , od razu go usmaży na stykach.
  • #15
    dawid.barracuda
    Level 13  
    Odnośnie modelowania to owszem, chciałbym sobie to zrobić tylko że o ile kondensator opiszę sobie równaniami np. w matalbie to na przekaźnik już nie mam pomysłu. Masz może pomysł jak (albo w czym) zamodelować obwód z przekaźnikiem żeby uwzględnić zjawiska przy otwieraniu styków? Jeszcze jest ltspice i jak do tej pory wszystko co tam było mi wystarczyło o tyle teraz model switcha sterowanego napięciem nie widzi problemu z wyłączaniem prądu :)

    No właśnie o to chodzi że się nie nadaje :) Po to jest pojemność równolegle do styków. Bez niej oczywiście topiły się styki, po dodaniu kondensatora ten układ działał prawidłowo, tak mi powiedział prowadzący. Teraz mamy to urozmaicić o pomiar prądu.
  • #16
    Strumien swiadomosci swia
    Level 43  
    dawid.barracuda wrote:
    Po to jest pojemność równolegle do styków. Bez niej oczywiście topiły się styki, po dodaniu kondensatora ten układ działał prawidłowo, tak mi powiedział prowadzący.


    Raczej nie ma szans , przekaźnik 10A 220V DC jest wielkości 3 paczek papierosów.
  • #17
    dawid.barracuda
    Level 13  
    Przekazuję wieści, absolutnie nie kłócę się z Twoim doświadczeniem :) Mam świadomość tego, że taki przekaźnik jest duży. Będę miał okazję sprawdzić to osobiście i wtedy wstawię na forum wyniki eksperymentalne.

    A jak z modelowaniem przekaźnika? W jakim sofcie można to wykonać w sposób w miarę rzeczywisty?
  • #18
    _lazor_
    Moderator of Designing
    Symulacja przekaźnika będzie problemem, może się skończyć na dość trudnych do przełknięcia prac naukowych gdzie opisują model. Ja przynajmniej nie znam programu gdzie byłby gotowy model przekaźnika.
  • Helpful post
    #19
    jarek_lnx
    Level 43  
    Quote:
    SW jest zwykłym przekaźnikiem o słabych możliwościach łączeniowych, zwłaszcza jeśli chodzi o prąd stały i wobec tego została dodana równoległa pojemność (1 uF).
    I ta dodatkowa pojemność zagwarantuje szybkie wykończenie przekaźnika przy załączaniu, dlatego w układach gasikowych zazwyczaj jest RC albo RCD.

    Quote:
    Otwieramy łącznik i pojawia się na pewno pik prądu. Ile on potrwa to tego właśnie nie wiem, ale nie spodziewam się długich czasów.
    Pokazałeś banalnie prosty schemat, do policzenia w pamięci, po rozłączeniu popłynie 10A zanikające wykładniczo ze stałą czasową 22us. W rzeczywistym obwodzie może być jeszcze indukcyjność - chociażby przewodów.

    Quote:

    A jak z modelowaniem przekaźnika? W jakim sofcie można to wykonać w sposób w miarę rzeczywisty?
    Jeśli nie zapali się łuk to idealny przełącznik jest dobrym modelem - wtedy kondensator decyduje o zjawiskach w obwodzie, jeśli łuk się zapali poprawne zamodelowanie będzie bardzo trudne, na raz zmienia się tyle parametrów (odległość syków, temperatura, prąd w obwodzie)... ale w końcu po to stosujesz kondensator żeby zmniejszyć szybkość narastania napięcia na stykach i zapobiec ciągnięciu łuku.

    Intuicja podpowiada mi że szybkość narastania napięcia powinna być mniejsza niż szybkość powiększania sie przerwy między stykami, 10V/us wydaje się bardzo dużą wartością w stosunku do szybkości zjawisk mechanicznych. To tylko moje przypuszczenia, a w pracy naukowej musisz sie oprzeć na twardych dowodach.
  • #20
    dawid.barracuda
    Level 13  
    Podobno ten przekaźnik wytrzymał bez problemu załączanie i wyłączenie prądu w układzie jak powyżej kilkanaście razy i nic niepokojącego się nie działo. Jak sprawdzę osobiście to na pewno podzielę się wynikami :)

    Dowiedziałem się, że mogę przejść z przekaźnikiem na potencjał masy, więc odpada problem pomiaru prądu na wysokim potencjale i mogę spokojnie użyć wzmacniacza w układzie różnicowym. I teraz zastanawiam się nad wyborem wzmacniacza. Wiadomo, że musi mieć jak najmniejszy offset i znalazłem taki: OP177. Ma offset rzędu 10 μV niemniej szybkość narastania napięcia to 300 mV/μs. Czy to nie będzie za mało jak na spodziewany pik prądu? Czy znacie może jakiś lepszy wzmacniacz do takich zastosowań?
  • Helpful post
    #21
    krzysiek_krm
    Level 40  
    Witam,
    może zastosuj specjalistyczny układ pod tytułem "current sense amplifier", gdybyś jednak chciał mierzyć od strony zasilania możesz zbudować taki układ przy użyciu "difference amplifier" o dostatecznie dużym dopuszczalnym napięciu wspólnym.

    dawid.barracuda wrote:
    musi mieć jak najmniejszy offset

    Chyba niekoniecznie, zawsze możesz sobie układ wyzerować w stanie "bez sygnału".

    Pozdrawiam
  • #22
    dawid.barracuda
    Level 13  
    No tak, też racja.

    Mam jeszcze takie pytanie, bo nie jestem pewny, a w LTSpice nie sprawdzę - czy mając wzmacniacz w układzie różnicowym (albo current sense amplifier) muszę koniecznie uwspólnić masę mojego układu pomiarowego z masą obwodu 220 V DC?
  • Helpful post
    #23
    krzysiek_krm
    Level 40  
    dawid.barracuda wrote:
    No tak, też racja.

    Mam jeszcze takie pytanie, bo nie jestem pewny, a w LTSpice nie sprawdzę - czy mając wzmacniacz w układzie różnicowym (albo current sense amplifier) muszę koniecznie uwspólnić masę mojego układu pomiarowego z masą obwodu 220 V DC?

    W normalnym układzie, to znaczy bez galwanicznej izolacji, wszystkie masy muszą być połączone.
  • #24
    dawid.barracuda
    Level 13  
    Układ pomiarowy będzie zasilany z trafa 230/2x15. Wyprowadzenie średnie w takim razie łączę z masą obwodu 220 V DC.