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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Phasenanschnitt Tabelle?


Autor: Anselm (Gast)
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Hallo,

ich suche für mein Projekt eine Tabelle bzw. Formel mit der ich 
berechnen kann bei wieviel ms Verzögerung ich welche effektive 
Ausgangsspannung habe (230/400V)
Zur Zeit habe ich es in Excel in einer riesigen Tabelle zu Fuß 
gerechnet.
(in 10us-Schritten) Dies würde ich gerne komfortabler gestalten ;)

Programmtechnisch sieht es dann später so aus:
[semicode]
on int2
wait tabellenwert minus verzögerung_nulldurchgangserkenung :(prozessor 
macht eh nix anderes, da geht auch ein wait)
pb2 = 1 //FOD4218 AN (ein MOC mit 800V Spannungsfestigkeit)
waitus 30
pb2 = 0 //FOD4218 AUS
[/semicode]

habt Ihr einen heissen Tip für mich?

Gruß Anselm

Autor: FuseBlower (Gast)
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Welchen Typ Schaltung verwendest Du denn?
6-Puls-DBS oder einfache Wechselstrombrückenschaltung?
Ich denke mal, Dir gehts darum, wie Du für eine gwünschte 
Ausgangsspannung den Zündwinkel berechnen kannst, oder?

Autor: Anselm (Gast)
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[zitat]
Ich denke mal, Dir gehts darum, wie Du für eine gwünschte
Ausgangsspannung den Zündwinkel berechnen kannst, oder?
[/zitat]
genau.
Schaltung ist einfach ein Triac der eine Last bei 230/400V regeln kann.
Hier sind es Heizelemente, also rein ohmsch ;)

Anselm

Autor: FuseBlower (Gast)
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Hi Anselm,

vielleicht hilft Dir das weiter:
http://www.technik-emden.de/~elmalab/projekte/ws98...

Vorausgesetzt, Du willst auch diese Schaltungstopologie realisieren...

Autor: Anselm (Gast)
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wunnebar ;) Genau sowas hab ich gesucht, aber nicht gefunden..

Gruß Anselm

Autor: Anselm (Gast)
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öhm, hat die Herleitung auf dieser Seite einen Fehler? Oder bin ich 
blond?

Die Formel für Ueff ergibt unter der Wurzel praktisch immer einen 
negativen Wert, dass kann ja so nicht sein!?

Gruß Anselm

Autor: FuseBlower (Gast)
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Kann sein, hab jetzt nur den Link gefunden.
Aber ich weiß, daß ich zu diesem Thema noch ein Skript aus alten 
Unizeiten haben muß, irgendwo zu Hause. Komm jetzt leider nicht dran :-(
Heut Abend schau ich mal...

Autor: Ganymed (Gast)
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>hat die Herleitung auf dieser Seite einen Fehler?

Ich denke ja. Bei einem Zündwinkel von 0 Grad
währe der Effektivwert der Spannung, so groß
wie der Spitzenwert der Wechselspannung.
Das geht aber nicht.

Du musst den Zündwinkel natürlich auch
im Bogenmaß eingeben!!

Vieleicht hilft das Diagramm weiter.
Hier muss der Winkel in Grad eingegeben werden.

Autor: Anselm (Gast)
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hier mein Versuch in Excel, hab ich Bogenmaß falsch verstanden?

Gruß Anselm

Autor: Ganymed (Gast)
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>Bogenmaß falsch verstanden?

Nein. Die Umsetzung ins Bogenmaß war OK.

Aber Du hast viele unnötige Klammern
eingebaut und eine entscheidende vergessen.

....1/2*PI()... berechnet 0,5 * 3,1414...
Richtig muss es aber heißen
...1/(2*PI())... also der Kehrwert von 6,2818...

Im Anhang die korrigierte Tabelle.

Wie ich aber schon sagte, muss die Ableitung
auf der Web-Seite einen Fehler haben, da hier
der Effektivwert bis auf 325V steigen kann.

Autor: Mathias O. (m-obi)
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Das geht doch auch mit Sinusfunktion, hatte ich jedenfalls früher in der 
Schule. 9. oder 10. Klasse.

Autor: Anselm (Gast)
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Danke Ganymed, dass hab ich dann abends auch entdeckt.
Dass komische: bei 90° zeigt er 230V, sollten aber 115 sein.
Den Gültigkeitsbereich von alpha < pi habe ich ja auch eingehalten...
(0->180° = 0->pi)

@ mathias
Kannst du uns sagen wie? ;) Leider ist meine Schulbildung nicht so toll.

Gruß Anselm

Autor: Ganymed (Gast)
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>bei 90° zeigt er 230V, sollten aber 115 sein.

Nein Nein Nein

Auch wenn ich mich ständig wiederhole.
Die Ableitung im Internet ist falsch.

Bei einem Zündwinkel von 90° ist die
Leistung an einer ohmsche Last 50%.
Der Effektivwert der angeschnitten
Wechselspannung aber 70,7% des
Effektivwertes der Wechselspannung.

Siehe mein Diagramm vom 10.8   15:58 Uhr

Autor: Anselm (Gast)
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Wenn dem so ist, muss ich hinter die Formel nurnoch ein /wurzel(2) 
setzen.
Dann habe ich die von dir beschriebene Funktion.

Nur, wenn ich mir einen Sinus aufmale (hab ich getan) und mache bei 90° 
& 270° den Anschnitt habe ich doch genau die Hälfte des gesamten Sinus, 
oder?

etwas holzköpfig
Anselm

Autor: Ganymed (Gast)
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>Nur, wenn ich mir einen Sinus aufmale und mache bei
>90°& 270° den Anschnitt habe ich doch genau die
> Hälfte des gesamten Sinus, oder?


Ja aber

Mit 90°(270°) hat man die Hälfte der Leistung.

Reduziert man die Spannung an einem Widerstand
um die Hälfte, verringert sich auch der Strom
um die Hälfte!! Die Leistung ist aber das Produkt
aus Strom und Spannung.

Merke: Wenn die Spannung um die Hälfte reduziert
       wird, sinkt die Leistung auf ein Viertel.

Will man die Leistung um die Hälfte reduzieren,
reicht eine Absenkung der Spannung auf 70,7%.

Autor: FuseBlower (Gast)
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> und mache bei 90° & 270° den Anschnitt habe ich doch genau die Hälfte des
> gesamten Sinus

Ja schon, aber Du must beachten, daß Du den Steuerwinkel bei rein 
ohm'scher Last nur bis maximal 180° fahren darfst. Die 270° gehen 
deshalb schonmal nicht.

Hier noch ein kleiner Nachtrag. Ich hatte ja gesagt, daß ich mal in 
meinem alten Leistungselektronik-Skript nachschaue.
Also, da steht für den Wechselstromsteller mit Phasenanschnittsteuerung 
bei rein ohm'scher Last:

  

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>habt Ihr einen heissen Tip für mich?

Ja, lass das "wait" im Interrupt weg.


>Siehe mein Diagramm vom 10.8   15:58 Uhr

Diese Kennlinie ist korrekt.

Autor: Ganymed (Gast)
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FuseBlower schreibt:
>Die 270° gehen deshalb schonmal nicht.

Doch, sie gehen schon. Es ist nämlich die
negative Halbwelle beim Wechselstromsteller.

>Also, da steht für den Wechselstromsteller
>mit Phasenanschnittsteuerung
>bei rein ohm'scher Last:

Aha, da steht also nix.

Autor: Horst Hahn (horha)
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Hallo,

wäre es nicht sinnvoller, statt U-eff direkt P-eff als Maß der Steuerung 
des Anschnittwinkel's zu nehmen ?
Ich würde die Leistung von 0.. 100% regeln wollen und nicht die 
Spannung.

Autor: Anselm (Gast)
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@Horst, sicher sinnvoll, aber ich muss die Ausgangsspannung einstellen 
können.

@All

Ich bin gerade dabei die Formel nach alpha umzustellen.
Nun hänge ich an der Stelle:
Wie komme ich hier weiter?

Gruß Anselm

p.S.: Zur Erleichterung der LaTeX-Code:
(\frac{U_{eff}}{U_{nenn}})^2 \cdot 2 \cdot \pi - 2 \cdot \pi = sin(2 
\cdot \alpha)* 2 \cdot \alpha

Autor: Anselm (Gast)
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Hat jemand Derive Version 6?
bei der Vers. 5 kann ich mir die Zwischenschritte wohl nicht anzeigen 
lassen.

Im Anhang die Derive-Datei.

Gruß Anselm

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Im Anhang die Derive-Datei.

Was soll das sein?


> Datum: 12.08.2009 17:01
>Dateianhang: phasenanschnitt.dfw (516 Bytes, 0 Downloads)

Jetzt ist es 18:21 und noch keiner hat die geladen...

Warum wohl?

Autor: Horst Hahn (horha)
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Hallo,

durch optischen Vergleich der Kurven habe ich
0,5+0,5*COS(Alpha) = sqrt( 1-alpha/pi + sin(2*alpha)/(2*pi) )
recht keck ;-)
U / Umax = 0,5+0,5*COS(Alpha) ist wohl einfacher
alpha = arccos( 2* U / Umax -1 )

Autor: Anselm (Gast)
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@Matthias,

Derive ist ein Mathematikprogramm von TexasInstruments. 
http://de.wikipedia.org/wiki/Derive

Gruß Anselm

btw.: Matthias, ein freundlicher Umgangston hilft allen.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>btw.: Matthias, ein freundlicher Umgangston hilft allen.

Mag sein. Ein Lesen paar Zeilen über dem Eingabefenster auch:


>>Schaltpläne, Screenshots usw. als PNG oder GIF anhängen

Autor: Anselm (Gast)
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Mag sein, es ist jedoch sinnfrei ein save-file eines speziellen 
Programmes als gif anzuhängen, oder? :p

Autor: FuseBlower (Gast)
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>>Also, da steht für den Wechselstromsteller mit Phasenanschnittsteuerung
>>bei rein ohm'scher Last:
>Aha, da steht also nix.

Hey, Ganymed, mal'n bisschen freundlicher hier bitte!
Kann Dein Browser keinen LaTeX-Code lesen/darstellen? Am Besten, Du 
ziehst Dir mal ein Update, anstatt hier rumzunörgeln!

Autor: Methusalem (Gast)
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@ FuseBlower
 > rumzunörgeln

sei nich so empfindlich, dem Gany med is nur die med izin ausgegange.

Autor: Horst Hahn (horha)
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Hallo,

Hier eine Tabelle, die zum Zündwinkel bei entsprechender Spannung U/ U_n 
in %
bei 0% Zündung bei 180 Grad also nie.
Bei 70 % Spannung bei  90.89538 Grad usw.

Warum nicht eine Tabelle nutzen?
Wenn ich an die Sonnenstandsberechnung denke, die 3 kByte nur für die 
Winkelfunktionen belegte, ist eine Tabelle wesentlich wirtschaftlicher.
Sie muss ja nicht auf ein % Auflösen, wenn Interpolation schon 
ausreichend genau ist.
       0 180.00001         1 175.54504         2 172.91930         3 170.71107
       4 168.73354         5 166.92078         6 165.20692         7 163.59191
       8 162.04288         9 160.55972        10 159.12049        11 157.72524
      12 156.36292        13 155.03357        14 153.73718        15 152.46277
      16 151.21033        17 149.97986        18 148.76040        19 147.56288
      20 146.38735        21 145.21179        22 144.05822        23 142.91564
      24 141.78404        25 140.66346        26 139.54287        27 138.43324
      28 137.33461        29 136.23596        30 135.14832        31 134.07164
      32 132.99498        33 131.91833        34 130.84167        35 129.77600
      36 128.71033        37 127.64465        38 126.58996        39 125.52429
      40 124.46960        41 123.40392        42 122.34923        43 121.28356
      44 120.22890        45 119.16322        46 118.10853        47 117.04286
      48 115.96618        49 114.90050        50 113.82386        51 112.74720
      52 111.67053        53 110.58288        54 109.49525        55 108.39662
      56 107.28699        57 106.17737        58 105.06775        59 103.94715
      60 102.81556        61 101.67298        62 100.51940        63  99.36584
      64  98.19031        65  97.01478        66  95.81725        67  94.60876
      68  93.38929        69  92.14783        70  90.89538        71  89.63197
      72  88.34656        73  87.03919        74  85.70984        75  84.35853
      76  82.98523        77  81.57899        78  80.15077        79  78.68958
      80  77.18444        81  75.65736        82  74.07533        83  72.46033
      84  70.79040        85  69.06556        86  67.28576        87  65.42907
      88  63.49549        89  61.46301        90  59.33167        91  57.07947
      92  54.67346        93  52.09167        94  49.27917        95  46.17004
      96  42.66541        97  38.56750        98  33.50281        99  26.40564
     100   0.00000

Autor: Anselm (Gast)
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Huhu,

ich habe Derive nun dazu gebracht mir die Tabelle auszugeben.
5-230Volt -> Zündverzögerung in Millisekunden. (bei 50Hz)

Gruß Anselm

Autor: Horst Hahn (horha)
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Hallo,

das ist ja eine sehr genaue Tabelle, ich habe mal Deine Winkelwerte 
wieder in die Ursprungsformel eingesetzt.
Es sind nur minimale Abweichungen um 1e-9.
Ich hatte mit single gerechnet und einfach intervallgeschachtelt 
zwischen 0 und 180 Grad, um das passende x für gesuchtes y zu finden.
Die Genauigkeit ist nur 1e-5.
Aber wo ist das jetzt komfortabler?
Bei kleinen Spannungen ist quadratische Näherung sehr gut.
Nur bei 229,50 Volt wird es etwas ungenau.

Autor: Anselm (Gast)
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Eigentlich habe ich es nur so herum gemacht um die Ua in fest 
programmieren zu können^^.
Ist natürlich völlig Latte, gerade/glatte Spannungszahlen sind ja nicht 
notwendig.
Aber wie dass so ist, einmal festgebissen lässt man nicht los bis es 
erledigt ist.

Mal vielen Dank sage an alle die sich beteiligt haben.

Gruß Anselm

p.S.: wie schaffe ich es in 50-200uS via optokoppler oder ähnlichem 
glavanisch isolierenden schaltkreis den Netznulldurchgang an uC zu 
melden?

Meine bisher warscheinlich schnellste Idee war eine LED über 
Gleichrichter -> Fototransistor. über dem Serienwiderstand vor dem 
Gleichrichter einen Kondensator der dafür Sorge trägt dass die ersten 
paar Volt ausreichend Strom haben um die LED schonmal zum leuchten zu 
bekommen ;)) Zum Abschneiden eventueller Spikes vielleicht noch eine 
Zehner Paralell zur LED.

Autor: Horst Hahn (horha)
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Hallo,

muss es galvanisch getrennt sein?
[[Beitrag "nulldurchgang mit weniger als 6kw/jahr?"]]

dort wird mal Appnote 182 :
http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/... angegeben
http://www.mikrocontroller.net/attachment/18773/AVR182.zip
Und natürlich die Warnung vor Hochspannung.
Dabei entsteht aber eine Verzögerung von ~50 Mikrosekunden.
t = 20000 [mue-s] (T bei f= 50 hz) * arcsin(5/325)/(2*pi) [rad]
Dann erst werden 5V bei 325 V als U_Dach = 230 U_eff erreicht.

Optokopppler können sehr lahmarschig sein:
 4N32 t_on/ t_off 50 mue-Sekunden.
Aber es gibt ja auch schnellere:
http://www.beck-elektronik.de/index.php?id=optocou...

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