Bezdotykowy pomiar bardzo dużych prądów DC w bardzo krótkich impulsach.

Question

Witam szanowne grono.Aktualnie jestem na etapie budowy pneumatycznej zgrzewarki stałoprądowej.Moc zgrzewarki to około 100KW.O ile sterownik, źródło...

krzysiek_krm · Answer

Może coś z tego https://www.lem.com/en/product-list?measurement=52&nominal_val=3000-6000 albo jakieś równolegle połączone https://www.allegromicro.com//en/products/sense/current-sensor-ics

lukaszeks83 · Answer

Czujniki LEM odpadają na wstępie. Cena LEM LT4000-T to koszt 1800 funtów czyli prawie 10Kzł.
Co do tych drugich to je widziałem ale są to tylko sensory i nie mam żadnego pojęcia jak je wykorzystać.
Nie mam wiedzy na temat czujników Halla oraz tego jak je sterować i wykorzystać do pomiarów.

krzysiek_krm · Answer

Musisz trochę "pokręcić się" po zasobach producenta (aplikacje), na przykład:
https://www.allegromicro.com/en/insights-and-innovations/technical-documents/hall-effect-sensor-ic-publications/current-sensor-concentrator

jarek_lnx · Answer

Zapewne użył bym cewki Rogowskiego - to najprostszy czujnik - transformator powietrzny, tylko wymaga integratora.

lukaszeks83 · Answer

Jest to dobry pomysł ale według Wikipedii do mierzenia prądu zmiennego a nie prądu DC. W moim przypadku raczej nie zda rezultatu?Czy jest ktoś kto wykorzystał cewkę Rogowskiego do pomiaru prądu DC?Za niecałe 400zł znalazłem gotowe mierniki wykorzystujące cewkę Rogowskiego.Mają zakres do 3000A więc ze znalezieniem do 5000A raczej nie będzie problemu.Problem jest taki że wszystkie są do prądu AC. Żaden nie mierzy prądu DC.Jak już pisałem wcześniej widziałem te sensory. Do zbudowania tego rdzenia potrzebny jest ferronikiel którego niema w sprzedaży. Jest u chińczyków ale trzeba sobie tonę kupić. Po za tym to nadal czujnik Halla o którym nie mam zbytnio pojęcia (znam zasadę jego działania i tyle).Do takiego czujnika trzeba by wykonać jakiś "miernik" na Arduino a tu już w ogólemogę się schować.

jarek_lnx · Answer

Ale impuls 0,2-5ms to nie jest DC, to jest nawet "bardziej" AC niż napięcie sieciowe 50Hz Gdybyś miał składową, stałą płynącą w sposób ciągły, to był by problem z jej zmierzeniem ale w zgrzewarce nic takiego nie ma.

TvWidget · Answer

Czujnik Halla to bardzo proste i tanie rozwiązanie, Niestety ta metoda wymaga kalibracji. Czyli będziesz wiedział czy prąd jest większy czy mniejszy ale nie będziesz znał jego dokładnej wartości. Podobnie będzie z elementami przeznaczonymi do pomiaru prądu zmiennego.

bratHanki · Answer

Nie można mierzyć spadku napięcia na jednym z przewodów prądowych albo na niewielkim jego odcinku?

lukaszeks83 · Answer

Nie wiem czy można nazwać źródło prądowe wykonane z kilkuset ogniw Li-Pol jako prąd AC. Moja zgrzewarka nie będzie nawet do sieci podłączona (będzie tylko w momencie ładowania ogniw).Chodzi uzyskać wskazanie jaki jest orientacyjny prąd jaki płynie w impulsie. Dokładność może być nawet kilka %.Bardziej chodzi żeby wskazania były podobne w momencie jednakowych ustawień.Zdaję sobie sprawę że pomiar tak krótkiego impulsu jest problemem.Czujnik Halla może jest prostym rozwiązaniem dla kogoś kto ma pojęcie jak go wykorzystać.W pierwszym poście zapytałem raczej o gotowy miernik do pomiaru.

TvWidget · Answer

Wokół przewodnika przez który płynie prąd powstaje pole magnetyczne. Zjawisko jest znale z lekcji fizyki
To, że prąd płynie impulsowo jest w tym wypadku ułatwieniem. Prościej jest zmierzyć zmianę pola magnetycznego niż jego stałą wartość. Nadaje się do tego zarówno czujnik Halla lub cewka. Na wyjściu uzyskasz impuls proporcjonalny do wartości maksymalnego prądu.

_lazor_ · Answer

jarek_lnx dobrze pisze. Chociaż jak w każdym potencjalnym rozwiązaniu będzie problem z kalibracją.

lukaszeks83 · Answer

Cieszę się że się z nim zgadzasz. Ale jak zawsze jest jedno ale. Zadałem pytanie czy ktoś wykorzystał cewkę Rogowskiego do pomiaru prądu DC i nikt jednoznacznie nie odpowiedział. Tak mnie na fizyce nauczyli że nie ważne jak długi jest impuls, ważne że ma dwa bieguny, dodatni i ujemny i jest to prąd DC, prąd AC ma fazę i 0.Czy jest sens kupić taki miernik?

_lazor_ · Answer

Impuls nie jest sygnałem tylko DC. Na studiach uczą o transformacie Laplace'a oraz transformacie Fouriera. Bardzo ważnym elementem jaki wspomniał jarek_lnx jest dodatkowy integrator.

Tak bardzo prosto - impuls ma dwa zbocza - narastający i opadający. W cewce Rogowskiego napięcie indukuje się gdy następuje zmiana strumienia magnetycznego (dφ/dt), czyli podczas zbocza narastającego i opadającego. Używając integratora będziesz wiedzieć jak mocno zmienił się strumień, więc można uznać że będzie znana amplituda takiego impulsu.

See also:
07.08.2022 Druciarski zasilacz wysokiego napięcia z druciarskim pomiarem napięcia stałego
04.06.2022 Język programowania C++ - w kilku słowach o wyjątkach.
29.10.2021 Jak zbudować własną sondę wysokiego napięcia?
04.07.2020 Falownik w topologii half-bridge na STM32G474 sterowany z PC

jarek_lnx · Answer

to jest PM2019? Czy istnieje do niego jakaś dokumentacja? z której można by wywnioskować jakie ma parametry przy przebiegach impulsowych? Podali tylko pasmo 2kHz z którego można wyliczyć stałą czasową, ale jak coś się nazywa "peakmeter" powinno mieć podane jakieś parametry impulsowe.Nikt nie wykorzystywał bo do DC się nie nadaje, ale impuls to nie jest DC. Problem z pomiarem DC jest taki jak problem z nawigacją inercyjną, wykorzystujemy całkowanie po czasie w obróbce sygnału, całkowanie wprowadza tym większe błędy im dłuższy jest czas. Jeśli nie potrzebujemy długotrwałego śledzenia wolno-zmiennych sygnałów odcinamy pasmo od dołu i problemu nie ma.Zalety cewki Rogowskiego to szerokie pasmo, szeroki zakres dynamiki, dobra liniowość, podobne parametry ma pomiar spadku napięcia na przewodach, tylko że dla miedzi rezystancja rośnie o 4%/10°CTo są rozwiązania ekstremalnie proste i skrajnie tanie dla kogoś kto się nie boi DIY, jeśli potrzebujesz czegoś gotowego to niestety nawet za cewkę Rogowskiego z integratorem kilkaset złotych trzeba będzie zapłacić, na Aliexpress widziałem za trzy stówy, no i to tylko przetwornik, a potrzebujesz jeszcze miernika wartości szczytowej, (ja bym to mierzył na oscyloskopie bo prąd będzie się zmieniał podczas zgrzewania).

lukaszeks83 · Answer

Też widziałem te cewki.Jeśli jest to tak proste jak mówisz to czy ktoś dysponuje jakimś schematem albo jest w stanie jakiś prosty schemat narysować?Mając schematy z internetu wykonałem kilka urządzeń elektronicznych więc jakieś pojęcie z DIY mam. Problem się pojawi jeśli będzie trzeba coś zaprogramować.W sumie zastanawiam się jak producent wykonał pomiar prądu w tym sterowniku???

TvWidget · Answer

Jeśli wystarczy znajomość względnej wartości to proponuję użyć jakąś płytkę oscyloskopu klasy DSO138 z podłączoną do wejścia cewką lub czujnikiem Halla. Wysokość impulsu na ekranie będzie proporcjonalna do maksymalnego prądu.

lukaszeks83 · Answer

Nie nazywajmy tego czegoś oscyloskopem.Po podłączeniu do DSO138 czujniku Halla czy ustawie 500A czy 1200A wskazanie jest takie samo.Uzyskujemy zatem dokładność rzędu 240%. Bardzo względna wartość.Jednak szukam czegoś bardziej dokładnego.

TvWidget · Answer

Opisz dokładniej jak przeprowadziłeś ten pomiar i jakiego czujnika użyłeś.

lukaszeks83 · Answer

Czujnik Halla modelu nie znam bo jest zalany plastikiem i są tylko 3 kable.
Vin Vout i GND
Vin oraz GND podłączyłem 4V
do Vout i GND podłączyłem do sondy oscyloskopu.
Czujnik Halla taśmą izolacyjną przykleiłem do jednego z kabli od elektrod (testowałem różne odległości).
Wykonałem kilka zgrzewów na różnych ustawieniach zgrzewarki i wskazanie jest identyczne dla wszystkich ustawień.
Czujnik Halla jest sprawny bo na woltomierzu przy użyciu magnesu reaguje poprawnie.

TvWidget · Answer

Jakie było to wskazanie i jak było mierzone ?Co to dokładnie znaczy ?

lukaszeks83 · Answer

Im bliżej magnes tym napięcie na wyjściu większe.

varaktor · Answer

Wszystko widać na filmie. Tam jest rezystor pomiarowy na 300A, do tego pewno jakiś current sense amplifier i tyle.

lukaszeks83 · Answer

Tylko ta zgrzewarka zgrzewa prądem do 2000A.Aktualnie mam źródło prądowe którym zgrzewam ponad 1700A.Rezystor 300A raczej poszedłby z dymem.

TvWidget · Answer

Czyli jesteś pewien, że napięcie na wyjściu czujnika Halla jaki użyłeś zależy liniowo od natężenia pola magnetycznego ?
Czy w przypadku spawarki czujnik pracował z swoim zakresie pomiarowym ?
Czy jesteś pewien, że nie popełniłeś żadnego błędu w układzie pomiarowym ? Głównie chodzi o odporność na zakłócenia jakie może wytwarzać spawarka.

bratHanki · Answer

To nie to samo? Znając przekrój przewodu , jego długość i materiał, z którego jest zrobiony można obliczyć jego rezystancję. Mamy opornik wzorcowy, pozostaje tylko kwestia wyskalowania.

varaktor · Answer

Tylko ta zgrzewarka zgrzewa prądem do 2000A.Aktualnie mam źródło prądowe którym zgrzewam ponad 1700A.Rezystor 300A raczej poszedłby z dymem.[/quote][/quote]"Ta zgrzewarka" to która? Raczej nie wiesz co piszesz, bo dla tegiego rezystora 300A to prąd maksymalny przy ciągłym obciążeniu. W zgrzewarce nigdy nie będziesz prąd 2000A który płynie non stop przez 1h tylko (jak sam napisałeś!) pracuje impulsowo.

lukaszeks83 · Answer

[/quote]"Ta zgrzewarka" to która? Raczej nie wiesz co piszesz, bo dla tegiego rezystora 300A to prąd maksymalny przy ciągłym obciążeniu. W zgrzewarce nigdy nie będziesz prąd 2000A który płynie non stop przez 1h tylko (jak sam napisałeś!) pracuje impulsowo.[/quote]Wiem co piszę. Chodzi o zgrzewarkę z filmu. Mam ten sterownik i on działa do 2000A.Ten niby rezystor 300A to tak naprawdę bezpiecznik typu ANL 300A (więc to chyba Ty nie wiesz co piszesz). Na nim nie ma żadnych pomiarów bo on jest tylko na przelot do plusa podłączony.I tu odkryłeś jak jest pomiar wykonany.W menu urządzenia jest opcja do wpisania długości kabla po której jest wykonywana kalibracja.Teraz specjalnie chciałem wpisać błędną długość kabli to nie przechodzi kalibracji.Mogę max 10cm oszukać i przejdzie kalibrację ale zgrzewy już się różnią.Zmienia się czas i oblicza inny prąd. Dodano po 6 [minuty]:1. ręki za to uciąć nie dam.2. na minimum mocy zgrzewarki już jest ful zakres czujnika (może do prądu 10A by się nadał).3. za to też ręki uciąć nie dam.4. na zakłócenia wytwarzane przez zgrzewarkę nic nie jest odporne. Raz nieświadomie położyłem telefon na obudowie zgrzewarki to się zresetował.Całe szczęście działa bo bym płakał do dzisiaj.

lechoo · Answer

Pomiar odbywa się na rezystancji RDS(on) tranzystorów.

lukaszeks83 · Answer

Da się wykonać jakiś zewnętrzny miernik który będzie obliczał prąd wykorzystując rezystancję RDS tranzystorów?

[Solved] Bezdotykowy pomiar bardzo dużych prądów DC w bardzo krótkich impulsach.