Hallo Ich arbeite gerade an einem universitären Projekt in dem wir das deutsche Stromnetz hardwaremässig als Simulationsplattform nachbauen wollen. Ich bin dabei Erzeuger zu bauen, die in dieses Stromnetz einspeisen sollen und überlege mir gerade wie das ganze realisiert werden kann. Folgeendes sei gegeben: Auf der einen Seite ein ein Phasen Wechselstromnetz mit 48 Volt und 50 Hz. Auf der anderen Seite einen Motor der einen Generator dreht. Der Generator soll nun die 48 Volt und 50Hz liefern, mit dem Netz syncronisieren und dann ins Netz einkoppeln. Vorgehensweise: 1.: Prüfen ob Generatorspannung = Netzsspannung 2.: Prüfen ob Generatorfrequenz = Netzfrequenz 3.: Generator und Netz "in Phase" bringen 4.: Einkoppeln und Generator in Phase halten Soweit zur Theorie. Ich bin nun dabei mir zu überlegen, wie ich am besten die Steuerung realisiere. Ich tendiere zum Mikrocontroller genauer einem Atmega. Nun meine Fragen: Kann man einfach mit nem Atmega Frequenz und Spannung messen und wenn ja wie? Ich habe schon hier im Forum gesucht, fange jedoch erst an in die Materie einzutauchen und habe daher wohl das passende überlesen. Ich bin daher auch einfach dankbar für Links auf Seiten bei denen Wechselstromspannungen und Frequenzen mit dem Atmega (oder ähnlichem) gemessen werden. Am liebsten wäre es mir, wenn das ganze ohne "Messbausteine" funktioniert, also direkt bzw indirekt über irgendwelche Schaltungen. Es würde mir ja auch reichen, wenn ich lediglich die Differenz zwischen Generatorspannung/frequenz und Netzspannung/frequenz weiss, konkrete Werte sind nicht nötig. An sonsten wäre ne Typbezeichnung oder so eines Bausteines (welches am besten auch bei Reichelt oder C. gekauft werden kann) auch super. Wie gesagt, bin über jede Hilfe sehr dankbar, inklusive Links zum selber weiterlesen oder gute Worte, die ich mal bei google eintippen kann :) Mfg Nils
Ich glaube ich habe was gefunden, um die Spannung zu messen. http://www.loetstelle.net/grundlagen/operationsverstaerker/opamp_5.php Dort dann den Spitzenwertgleichrichter dessen Ausgang ich dann über einen Spannungsteiler an den A/D Wandler anschliesse. Ist das realistisch? Für die Frequenz habe ich leider noch nichts gefunden... Mfg Nils
Zur Spannung: In letzter Zeit gab es hier einige Threads die sich um Spannungen an AVR-Pins drehten: Beitrag "+-400V mit AD-Wandler messen (Idee für Eingangsbeschaltung)" Beitrag "Wieviel Spg. an Atmega Pins maximal zulässig?" Und hier die Appnote dazu: http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc2508.pdf Zur Frequenz: Das ist simpel mit einem Timer realisiert.Einfach die Zeitdifferenz zwischen 2 Flanken/Nulldurchgängen messen,fertig.
Hi, > Der Generator soll nun die 48 Volt und 50Hz liefern, mit dem Netz > syncronisieren und dann ins Netz einkoppeln. Nun, ob Dir das gelingt, hängt vom Generator ab! In der Praxis nimmt man dazu Sychron-Generatoren. Deren Vorteil ist, das das Halten des synchronen Zustandes im Toleranzbereich per Physik passiert. "Angefahren" werden diese dann per Drehzahl und mittels "Phasenwaage", bei Phasendifferenz 0 wird zugeschaltet. Das Ganze mittels einem normalen Generator per Elektronik zu steuern, ohne dabei von Zeit zu Zeit irgend ein Teil "in Rauch aufgehen" zu lassen, dürfte verdammt vertrackt werden. Du hast ein nichtlineares Regelsystem aus Elektronik und Mechanik zu bewältigen. Eine rein elektronische Simulation Deines Motor-Generator-Netzsystems wäre damit vermutlich eher zielführend. Außerdem solltet ihr wohl auch eure simulierten Ströme heruntersetzen. Denn solch ein Motor-Generator-Netzsystem kann selbst bei 48V und entsprechende Speiseleistung einen fetten Schepperer machen! Schönen Tag noch, Thomas
Möchte mich hier nur zur Messung auslassen. Also die Spannung über einen Spannungsteiler herunterteilen auf 5V. Die Spannung mit zwei OP's abnehmen. Die OP's parallel schalten und als Impedanzwandler beschalten. nun an OP 1 noch einen Spannungsteiler und die Spannung auf 1V RMS herunterteilen. Dahinter ein ad736. Hinter den zweiten OP eine Nulldurchgangserkennung. ADC des µC an den AD736 -> TrueRMS Spannungsmessung. Input Capture an die Nulldurchgangserkennung -> für Frequenz und Phasenwinkel.
Hallo Erst einmal ein grosses Danke an alle, die mich so nett unterstützen. Es hat mich bereits ein grosses Stück vorangebracht, @Ronny: Den obersten Threat habe ich auch schon gefunden, dachte aber es handelt sich um Gleichspannung. Ich habe jedoch Wechselspannung zu messen. Die angegebene Appnode habe ich noch nicht ganz verstanden, aber ich arbeite dran :) Danke @tom: Ich habe mich auch schon in das Konzept der Syncrongeneratoren eingelesen und verstanden, dass sowas schon das Optimum wäre. Das Konzept ist super und genau dass, was wir brauchen. Nur finde mal solche Dinger im kleinen Massstab! Und selber nachbauen ist so wie ich den Aufbau verstanden habe schier unmöglich. Mann muss dazu sagen dass wir ein sehr kleines Budget haben. Eine rein elektronische Similulation kommt leider nicht in Frage da in unserer Aufgabenstellung expliziet drin steht, dass es mechanisch realisiert werden muss. Ich habe mein Projekt nur sehr knapp beschrieben, da ich euch nicht mit unnötigen Informationen belasten wollte. Vielleicht an dieser Stelle doch mal etwas ausführlicher: Es gibt bereits unzählige Softwaresimulationen für Stromnetze, wir sollen nun ein Hardwarebasiertes Modell entwickeln und bauen. Wir heisst eine Gruppe von 7 Informatikern im 7. Semester. Es wir ein ein Phasen Wechselstromnetz mit drei Ebenen (48 Volt, 12 Volt, und 6 Volt wobei die Voltzahlen leicht verändert werden dürfen). Die Ebenen sind dann mit Transformatoren verbunden und auf jeder Ebene sind Erzeuger Verbraucher und Speicher. FPGAs an jeder Komponente sollen für die Regelung zuständig sein. Meine Aufgabe ist es die Erzeuger Verbraucher und Speicher zu erstellen und für den FPGA regelbar zu machen. Meine Idee war es nun die Funktionalität der Erzeuger Verbraucher und Speicher mit je einem Mikrocontroller abzukapseln. Der FPGA schickt dann per UART Kommandos und den Rest regelt der Mikrocontroller. Man könnte die Erzeuger auch direkt mit dem FPGA regeln aber ich sehe den Vorteil in der modularen Bauweise. Wir haben alle noch nicht mit einem FPGA gearbeitet und nun implementieren wir darauf komplexe Steuerungen mit eigener Real Time Ethernet implementierung. Da empfinde ich es als Vorteil die Erzeuger Verbraucher Speicher abzukapseln und getrennt testen zu können. Ich befinde mich nun in der Phase in der ich die Machbarkeit überprüfe und versuche die Gruppe von meinem Konzept zu überzeugen, daher die Fragen.... @Maik: Ich verstehe zwar noch nicht viel von dem, was du sagst, aber ich arbeite dran :). OP sind Operationsverstärker, richtig? ad736 ist ein Baustein von Analog devices, kann man den auch irgendwie direkt kaufen oder muss man die bei denen als Testmuster bestellen? Bei Reichelt z.B. finde ich den nicht. Ich weiss zwar noch nicht ganz genau was TrueRMS ist, aber das scheint ja der ad736 zu regeln (meint googel zumindest). Ist das einfach der Effektivwert meiner Spannung? @all: Für die Phasensyncronisation habe ich schon eine Phase-locked loop Schlatung geplant, es fehlt also eigentlich nur noch Frequenz und Spannungsmessung. Kann ich die Spannung nicht einfach mit Spitzenwertgleichrichter zu ner Gleichspannung machen und dann per Spannungsteiler direkt an nen AD Wandler meines µC? Und die Frequenz mit ner Nulldurchgangserkennung (wie das funktioniert muss ich noch googlen, das sollte aber machbar sein bei so einem klarem Suchbegriff) und dann an nen Eingang des µC und per Timer zählen? Mfg Nils
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