Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Drehstrom Energieflussrichtung bestimmen


von Peter K. (Gast)


Lesenswert?

Hallo ich hätte mal eine Frage,

es geht darum die Energieflussrichtung in einem Drehstromnetz mittles 
einem µC zu messen. Hat da von euch schon jemand Erfahrungen gesammelt 
oder kennt eine Methode dafür?

Ich habe mir bereits gedacht mittels Hallsensoren den Strom in den 
Leitern zu messen und dann die Drehfeldrichtung des Stromes zu 
bestimmen, also wenn er "normal" dreht, nehme ich Strom aus dem Netz 
auf, wenn er entgegengesetzt dreht speise ich Strom ein, wäre das eine 
denkbare Methode?
Bzw gibt es hierfür auch effektivere Methoden?

Zu erwähnen wäre noch dass es mir hier mehr um die Theorie und das 
selbst messen und programmieren geht, also wenn es schon Vorschläge zu 
fertigen Lösungen gibt, dann bitte nur zu ICs oder ähnlichem und nicht 
ganze Stromzähler etc.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Lesenswert?

Peter Kremsner schrieb:
> also wenn er "normal" dreht, nehme ich Strom aus dem Netz
> auf, wenn er entgegengesetzt dreht speise ich Strom ein, wäre das eine
> denkbare Methode?

So ist das aber nicht. Würdest du bei der Einspeisung die 
Drehfeldrichtung drehen, sässest du sofort im Dunkeln, denn du kannst 
das Kraftwerk am anderen Ende ja nicht dazu bringen, das sich die 
Turbinen andersrum drehen.
Du könntest das Prinzip eines Ferraris Zählers (das sind die Dinger mit 
der Aluscheibe) kopieren.
https://de.wikipedia.org/wiki/Ferraris-Z%C3%A4hler

von Reinhard #. (gruebler)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Peter Kremsner schrieb:
> Ich habe mir bereits gedacht mittels Hallsensoren den Strom in den
> Leitern zu messen und dann die Drehfeldrichtung des Stromes zu
> bestimmen

Du musst die Stromrichtung in Bezug
zur Netzspannung bestimmen. Dazu
kannst du einen Widerstand in den
Stromkreis hängen und die Phasen-
verschiebung von (Ux) ermitteln.
(siehe Bild)

von Peter K. (Gast)


Lesenswert?

Der Ferraris Zähler dreht ja auch mit dem Drehfeld des Stromes wenn ich 
rückeinspeise dreht er sich in die andere Richtung somit muss das 
Drehfeld auch in die andere Richtung drehen.

von Reinhard #. (gruebler)


Lesenswert?

Peter Kremsner schrieb:
> Der Ferraris Zähler dreht ja auch mit dem Drehfeld des Stromes wenn ich
> rückeinspeise dreht er sich in die andere Richtung somit muss das
> Drehfeld auch in die andere Richtung drehen.

Alles Unsinn.
Das Drehfeld hat mit der Richtung des
Energieflusses nichts zu tun.
Der Ferraris Zähler ist kein Drehstrommotor.

von Peter K. (Gast)


Lesenswert?

Der Ferrariszähler arbeitet wie ein Asynchronmotor

Woran erkenne ich dann den Ebergiefluss wenn nicht am Drehfeld, 
Phasenverschiebung wird ja auch durch ein Überlagertes Gegensystem zum 
Mitsystem erzeugt

von ?!? (Gast)


Lesenswert?

Peter Kremsner schrieb:
> Der Ferrariszähler arbeitet wie ein Asynchronmotor
>
Dann müßte ja ein Asynchronmotor ebenfalls Strom- und auch 
Spannungsspulen haben. Hm...
Was ein Zähler und ein Asynchronmotor gemeinsam haben, ist die Tatsache, 
daß beide durch ein Drehfeld angetrieben werden. Aber dadurch, daß der 
Zähler Strom- und auch Spannungsspulen hat, wird sein Antrieb das 
Produkt aus Strom und Spannung darstellen. Er läuft definiert in eine 
Richtung. Und wenn sich der Stromfluß umkehrt (bei einer Rückspeisung 
ins Netz) läuft er rückwärts, ohne daß das Drehfeld seine Richtung 
geändert hat. Das Rückwärtslaufen wird allerdings meist durch eine 
mechanische Sperre verhindert.

von Peter K. (Gast)


Lesenswert?

Ja stimmt allerdings,

Das bedeutet wenn ich einen Asychronmotor hernehme alle Spulen 
anschlüsse herausführe dann ist die Drehrichtung egal ob ich von der 
"positiven" zu negativen Spulenseite den Energiefluss oder umgekehrt 
habe?

Die Phasen bleiben an den selben Spulen. Weil wenn ich das Drehfeld so 
berechne dreht es anders herum oder habe ich einen Fehler in der 
Berechnung?

von Peter K. (Gast)


Lesenswert?

Noch kurz ich Rechne das erste Drehfeld mit
Ich rechne hier mit Strom damit es Proportional zum Fluss ist
L1 = sin (0.02 *t)
L2 = sin (0.02 *t + 120)
L3 = sin (0.02 *t - 120)

Für die andere Spulenrichtung nehm ich
L1 = -sin (0.02 *t)
usw.

Weil ich ja jetzt gegen die Spulenorientierung anschließe

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Peter Kremsner schrieb:
> Hat da von euch schon jemand Erfahrungen gesammelt oder kennt eine
> Methode dafür?

Jeder Energiekostenzähler macht das, es gibt billige ICs dafür oder 
fertig der Perry Netzanalysator
http://www.pollin.de/shop/dt/NDAwOTQ0OTk-/Messtechnik/Messtechnik/Sonstige_Messgeraete/Netzanalysator_PERRY_1SDSD31AR_4.html

übrigens mit Hallsensoren.


> Ich habe mir bereits gedacht mittels Hallsensoren den Strom in den
> Leitern zu messen und dann die Drehfeldrichtung des Stromes zu
> bestimmen, also wenn er "normal" dreht, nehme ich Strom aus dem Netz
> auf, wenn er entgegengesetzt dreht speise ich Strom ein, wäre das eine
> denkbare Methode?

Mit Drehfreld hat das nichts zu tun sondern mit Phasenverschiebung.

von ?!? (Gast)


Lesenswert?

Das wird vermutlich nicht funktionieren, denn ein Drehstrommotor hat nur 
3 Spulen, aber ein Drehstromzähler hat 6 (3x Strom und 3x Spannung). Es 
nützt dir also nichts, wenn du alle Anschlüsse rausführst, du hast 
trotzdem nur 3 Spulen. Und durch die Anordnung der Spulen entsteht dann 
ein Drehfeld, das dem Produkt aus Spannung und Strom entspricht. Läßt 
man eins von beiden weg, dreht sich nichts.

von Peter K. (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

?!? schrieb:
> Und durch die Anordnung der Spulen entsteht dann
> ein Drehfeld, das dem Produkt aus Spannung und Strom entspricht. Läßt
> man eins von beiden weg, dreht sich nichts.

Das ist mir schon klar, ich kenne auch den Pointing Vektor der den 
Energiefluss angibt usw.
Aber das Drehfeld hängt sicher nur indirekt von der Spannung ab, das 
Drehfeld ergibt sich nur durch den Strom.

Ich meine jetzt nur ob die beiden Schaltungen in meinem Bild wirklich 
das selbe Drehfeld erzeugen oder nicht.
Weil nach der Berechnung müsste sich die Drehrichtung umkehren.

MaWin schrieb:
> es gibt billige ICs

Könntest du mir vielleicht einen Link zu so einem senden, eine fertige 
Lösung möchte ich wie gesagt nicht.

MaWin schrieb:
> Mit Drehfreld hat das nichts zu tun sondern mit Phasenverschiebung.

Ja Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung und wenn die mehr als 
90° Grad ist speise ich ein oder?
Nur wenn mein Drehfeld selbst sich nur aus dem Strom in den Spulen 
aufbaut, muss ja irgendwann die Richtungsumkehr sein, oder?
Ich meine wenn ich 2 Phasen vertausche mache ich ja auch nichts anderes.

von Reinhard #. (gruebler)


Lesenswert?

Peter Kremsner schrieb:
> Ja Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung und wenn die mehr als
> 90° Grad ist speise ich ein oder?

So langsam kommst du dahinter!
Schau dir bitte noch mal meinen
ersten Beitrag an (zweiter von oben)
und vergiss endlich das Drehfeld.

von Peter K. (Gast)


Lesenswert?

Reinhard ## schrieb:
> So langsam kommst du dahinter!
> Schau dir bitte noch mal meinen
> ersten Beitrag an (zweiter von oben)
> und vergiss endlich das Drehfeld.

Wie die Messung funktioniert weiß ich schon, es funktioniert eh so wie 
ich es mir Gedacht habe (mit etwas hilfe natürlich), hab es auch 
simuliert usw. Ich habe mich mit dem Drehfeld vielleicht etwas falsch 
ausgedrückt, aber eigentlich eh das gemeint.
Danke für die Antworten.

von Ivan Kuznec (Gast)


Lesenswert?

>Peter Kremsner schrieb:
> Ich habe mir bereits gedacht mittels Hallsensoren den Strom in den
> Leitern zu messen und dann die Drehfeldrichtung des Stromes zu
> bestimmen, also wenn er "normal" dreht, nehme ich Strom aus dem Netz
> auf, wenn er entgegengesetzt dreht speise ich Strom ein, wäre das eine
> denkbare Methode?
> Bzw gibt es hierfür auch effektivere Methoden?

Servus, wie der Herr ...  o. schrieb, funtzt so das nicht, guck dir die 
Synchronmaschine mit 4 quadranten betrieb an, dann verstehst du wie das 
mit erzeugen und verbrauchen fnktioniert ;-)) drehfeldrichtung sagt nix 
über dem Lastfluss ;-)) Durch Polradwinkel kannst du den Lastfluss 
festlegen oder bestimmen ;-))

https://www.ea.tu-berlin.de/fileadmin/fg239/elektrische_energiesysteme_uebung/betriebsarten.pdf

von MaWin (Gast)


Lesenswert?


von Mani W. (e-doc)


Lesenswert?

Hallo zusammen!

Ich kann Peter nur empfehlen, sich mit den Grundlagen der Wechselstrom-
Technik auseinander zu setzen...


Beste Grüsse

Mani

von wrdlbrmft (Gast)


Lesenswert?

Mani W. schrieb:
> Hallo zusammen!
>
> Ich kann Peter nur empfehlen, sich mit den Grundlagen der Wechselstrom-
> Technik auseinander zu setzen...
>
> Beste Grüsse
>
> Mani

Boah! Das ist mit Abstand der wertvollste Tipp des Tages. Und so 
nützlich!

von Peter K. (Gast)


Lesenswert?

Ich kenn mich mit Wechselstromtechnik aus, ich habe mich denk ich mal 
nur falsch ausgedrückt und mir gings darum die beste Methode zu finden 
um das zu messen.

Ich habs mittels Matrizenrechnung jetzt nochmals durchgerechnet und das 
Gegensystem wird bei Rückeinspeisung dominant gegen das Mitsystem.
Das Gegensystem dreht gegen das Drehfeld des Netzes und das Mitsystem 
mit dem Drehfeld, überlagert man beide ergibt sich dadurch die 
Phasenverschiebung und das meinte ich mit Drehsinnumkehr. Ich hab auch 
mal eine Asynchronmaschine in Serie zu einem Synchromotor/Generator 
gehängt in Simulink und siehe da bei Rückeinspeisung dreht sich das 
Drehfeld in der Asynchronmaschine um. In dem Fall hat day Modell der 
Asynchronmaschine keinen Rotor es sind also mehr oder weniger nur Spulen 
da ich mich ja nur für das erzeugt Drehfeld interessiere

von Purzel H. (hacky)


Lesenswert?

>Ich kenn mich mit Wechselstromtechnik aus ..

aha.

>In dem Fall hat das Modell der Asynchronmaschine keinen Rotor es sind also mehr 
oder weniger nur Spulen da ich mich ja nur für das erzeugt Drehfeld interessiere

aha.

Wie auch immer. Miss den Strom (LEM), eine Phase genuegt hier, sowie die 
Spannung(Trafo) derselben Phase, multiplizierte kontinuierlich und 
mittle ueber eine Periode.

von Peter K. (Gast)


Lesenswert?

Siebzehn Zu Fuenfzehn schrieb:
> Wie auch immer. Miss den Strom (LEM), eine Phase genuegt hier, sowie die
> Spannung(Trafo) derselben Phase, multiplizierte kontinuierlich und
> mittle ueber eine Periode.

Außer bei asymmetrischer Last. Deshalb mach ich es über alle 3 Phasen.

Warum asymmetrisch?
Vor dem "Netzanschluss" wo ich das messen will gibt es Einphasige 
Verbraucher und der Gesammtverbauch ist nicht bekannt, oder abschätzbar, 
es muss also sowohl für asymmetrischen als auch symmetrischen Betrieb 
geeignet sein.

Übrigens wollte ich keine Leistung messen sondern einfach nur die 
Richtung des Energieflusses berechnen und wollte dafür die Effektivste 
Lösung finden.

Jedenfalls danke für die Antworten

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.