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Forum: Digitale Signalverarbeitung / DSP Drehstrom -> Spannungen


Autor: Bernd (Gast)
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Guten Morgen,

ich habe da nen kleines Problem, ich bin zwar in der Digitaltechnik 
zuhause, aber bei Drehstrom habe ich wohl ne kleine Denkblokade.

Also im Vieleiternetz messe ich zwischen L1,2,3 zu N 230 Volt. Da ist es 
egal ob das ganze unsymmetrisch ist.

Wie messe ich aber im Dreileiternetz bei unsymmetrischer Lastverteilung.

Ich muß den Sinus genau verfolgen können für eine Analyseschaltung. 
Künstlicher N geht nicht, da er sich verschiebt. Bezugspunkt nach 
Gleichrichter hat einen umgedrehten "POPO" zur Folge. Ziehe ich l2 von 
L1 ab (Bezogen auf Gleichrichter Masse -> Zwei POPOs) bekomme ich zwar 
einen Sinus, dieser ist aber Phasenverschoben. Fällt eine Phase weg, 
wird sie durch den Gleichrichter von den anderen Phasen teilweise 
ersetzt.

Zum Wahnsinnig werden, wie kann ich mit CPU alle drei Phasen-Spannungen 
messen und den Sinus verfolgen??

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Im Dreileiternetz mist du die Spannungen zwischen den Aussenleitern also 
L1 <-> L2 , L2 <-> L3 und L1 <-> L3

Damit hast du doch deine Spannungen. Normalerweise sollten die aber fast 
gleich sein.

Aber sag lieber mal genau was du machen willst.

Gruss Helmi

Autor: Bernd (Gast)
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Richtig, normalerweise, aber eben nicht immer.
Hintergrund ist eine Art Schutzschaltung zu entwerfen die hinter 
Wechselrichtern alles überwacht.

Die Frage ist wie man das jetzt praktisch nachmisst, mit ein Voltmeter 
ist klar, dann einfach zwischen den Phasen messen, aber wie digital?
Gleichrichten u.s.w ist nicht möglich, da ich den genauen Sinusverlauf 
haben möchte. Alles optisch getrennt kanns auch nicht sein, ist sehr 
teuer.
Da sich auch noch bei unsymmitrie alles verschiebt stehe ich irgendwie 
auf dem Schlauch.

Autor: Bernd (Gast)
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Ich habs mal simuliert. Alles bezogen auf die Gleichrichtermasse ohne 
glättung.
Zuerst die Phasenspannungen, dann die Differenzen.
Vieleicht sehe ich es ja nicht, aber sie sind zumindest synchron mit 
jedem Sinusanstieg jeder Phase. So gesehen kann man damit  ja ein 
vrtuelles Modell synchronisieren.

Leider kann man in Switcher Cad keine zwei bezugpunkte generieren, ich 
kann also nicht die Sinusspannungen bezogen auf Null darüberlegen.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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>Die Frage ist wie man das jetzt praktisch nachmisst, mit ein Voltmeter
>ist klar, dann einfach zwischen den Phasen messen, aber wie digital?

Digital erstmal gar nicht du brauchst zuerst einen ADC. Und denn 
schliesst du wie dein Voltmeter an. Ist nix anderes.

Du kannst die Sache mit 3 kleinen Trafos galvanisch trennen wenn nicht 
so genau werden braucht.
Den Strom must du aber auch ueberwachen.

Autor: Bernd (Gast)
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Jetzt der Knaller, wenn Phase 3 Fehlt ist alles so durcheinander, das es 
Schwierig ist das ganze zu analysieren, ist eine Spannung abgesengt, 
verschiebt sich wieder alles.

Autor: Bernd (Gast)
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Hallo Helmi,

na klar mit ADC, es geht nur darum richtig zu messen, wie ich das ganze 
in den Kontroller bekomme ist bekannt. Ich nehme wahrscheinlich wegen 
der Analysen einen ARM7.

Ich nehme Spannungsteiler da die CPU sowiso auf hohem Potential sitzt 
und wenn nötig OPs für die Differenzspannungen. Das geht ohne Probleme.
Aus diesem Grund vermeide ich immer zuviele Details zu Anfang, da es das 
eigentliche Problem in den Hintergrund schiebt.

Für die Simu ist alles ohne viel Schnickschnack.

Autor: Bernd (Gast)
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Wenn ich das so sehe messe ich mit einem Voltmeter ja auch nur die 
Differenzspannungen, demnach passt das ja?!?

Jetzt habe ich den ganzen gestrigen Tag darüber gegrübelt, einmal 
geschlafen und schon wird es klarer.

Die zweite (POPO) Seite ist ja die ursprünglich negative Halbwelle, die 
bei der Differenz wieder hergestellt wird.

Oder siehst du (oder andere) das anders. Ich werde den Rummel mal real 
aufbauen.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Wenn deine CPU auf hohen Potential sitzt kannst du die Spannungen ja vor 
dem Gleichrichter mit hochohmigen Widerstaenden abgreifen. Also drei 
Spannungsteiler vor dem Gleichrichter. Den Fusspunkt der Spannungsteiler 
kannst du dann zu einen kuenstlichen N zusammenfassen. Dann ein bisschen 
Rechnerei und du hast deine 3 Phasenspannungen zueinander.

Autor: Bernd (Gast)
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Künstliche N geht nur bei symmetrischer Last.

Autor: Bernd (Gast)
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Ich baue die Schaltung mal auf, bin ziemlich zuversichtlich das es 
klappt.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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>Künstliche N geht nur bei symmetrischer Last.

Wer sagt das denn ?

Zeichne dir doch mal das Zeigerbild auf. Also erstmal einen Stern mit 
120 Grad Winkel aber unterschiedlichen Zeigerlangen. Um die Endpunkte 
zeichnest du dir ein Dreieck. Dann siehst du doch die Verkettung der 
einzelnen Spannungen zu einander. Dein Dreieck beschreibt dir dann die 
Aussenleiterspannungen zueinander . Mit ein bisschen Geometrie kannst du 
dir dann deine Sternspannungen ausrechnen b.z.w. aus den Sternspannungen 
die du ja mist auf die Aussenleiterspannungen schliessen.

Autor: Bernd (Gast)
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Also einen künstlichen N kann ich nur mit drei widerständen oder 
Kondensatoren erstellen. Ist die Last nicht mehr symmetrisch verschiebt 
sich der N. Das ist ja das allgemeine Problem an der Sache.

Wenn das ginge würde ich ja alle Spannung darauf beziehen, fertig.

Ich bin natürlich an andere Schaltungen interessiert mit denen sich ein 
künstliches N erstellen läßt ohne Potentialverschiebung.

Autor: Peter Diener (Gast)
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Hallo Bernd,

eine Spannungsänderung am künstlichen Nullpunkt ist irrelevant, die 
Messung stimmt immer.

Nimm folgendes an: Die CPU sitzt mit ihren ADCs auf N, was der 
künstliche Nullpunkt ist und nicht zwangsweise eine stabile Spannung. 
Alle gemessenen Spannungen beziehen sich auf N.

Dich interessieren die verketteten Spannungen im Verteilnetz, also L1-L2 
und L1-L3 und L2-L3. Du misst folgende Spannungen in Hardware: L1-N, 
L2-N, L3-N.

Du berechnest in Software: L1-L2 zu (L1-N)-(L2-N) = L1-L2. Die Spannung 
von N ist dabei egal! Für die anderen beiden Spannungen entsprechend.

Viele Grüße,

Peter

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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@Peter Diener

Das habe ich ihm ja auch schon gesagt nur er glaubst nicht so richtig.

Gruss Helmi

Autor: Bernd (Gast)
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Das mit dem Glauben ist auch nicht so einfach, wenn mir die Praxis etwas 
anderes sagt.

Wenn ich Ein dreileiternetz nachbilde und z.B. L1 belaste ist die 
Spannung kleiner. Dann verschiebt sich der Neutralleiter, was sich bei 
einem angeschlossenen so auswirkt das in ihm Strom fließt.

Das ich Differenzen bilden muss ist mir klar, habe ich ja auch 
beschrieben.
Aber ihr seht doch auch in den Grafiken das es so ist, oder sagt mir 
doch bitte was falsch ist.

Meiner Meihnung nach bildet sich der Netralleiter wenn alle Spannungen 
und Frequenzen gleich sind. Da sich die Freqenz nicht verändern kann, 
aber die Spannung (Oder weg weil sie fehlt) muss sich auch der Netrale 
Punkt ändern, sofern er nicht mit dem Netzneutralleiter verbunden ist. 
Zumindest die Simu dsagt mir das.

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