Hallo,
ich möchte an einem Außenleiter (230V AC) an dem auch eine
Photovoltaik-Anlage angeschlossen ist den Strom messen (ja Strom, nicht
Leistung). Zusätzlich soll noch die Richtung des Stromflusses bestimmt
werden (wird der gemessene Strom von der PV-Anlage ins Netz eingespeist
oder aus dem Netz bezogen).
Ein Shunt fällt dabei raus, also wollte ich eine Lösung über einen
Stromwandler nehmen. Dazu habe ich bisher einen von LEM herausgesucht
(http://www.lem.com/docs/products/at_b10_e.pdf).
Jetzt müsste der Sensor mir ja bei Stromfluss in die eine Richtung 0 bis
-10V DC ausgeben und in die andere Richtung 0 bis -10V DC (oder kann es
sein dass er die Richtung intern "wegbügelt"?) Das könnte ich dann mit
einem Komparator auswerten (also quasi ein Vorzeichenbit erstellen). Die
eigentlichen Messwerte würde ich dann mit einem Mikrocontroller
auswerten.
Meine Frage ist nun funktioniert das so wie ich es beschrieben habe und
gibt es noch eine bessere Lösung?
Benötige ich für die Auswertung sonst noch etwas?
Danke schonmal
@ Norbert (Gast)
>ich möchte an einem Außenleiter (230V AC) an dem auch eine>Photovoltaik-Anlage angeschlossen ist den Strom messen
Das ist leicht.
> (ja Strom, nicht>Leistung). Zusätzlich soll noch die Richtung des Stromflusses bestimmt>werden (wird der gemessene Strom von der PV-Anlage ins Netz eingespeist>oder aus dem Netz bezogen).
Das ist schwer, denn es ist IMMER Wechselstrom. Die Richtung des
Leistungsflusses kann man nur mit zusätzlicher, phasenbezogender Messung
der Spannung feststellen.
>Stromwandler nehmen. Dazu habe ich bisher einen von LEM herausgesucht>(http://www.lem.com/docs/products/at_b10_e.pdf).>Jetzt müsste der Sensor mir ja bei Stromfluss in die eine Richtung 0 bis>-10V DC ausgeben und in die andere Richtung 0 bis -10V DC (oder kann es>sein dass er die Richtung intern "wegbügelt"?)
Du hast den falschen Typ ausgewählt, der hier spuckt RMS aus, also den
Effektivwert.
>eigentlichen Messwerte würde ich dann mit einem Mikrocontroller>auswerten.
Dann nimm was passendes. Der Typ muss DC verarbeiten können. Dann musst
du die oben beschriebene phasenrichtige Spannungsmessung machen. Alles
nicht so einfach.
>Meine Frage ist nun funktioniert das so wie ich es beschrieben habe und>gibt es noch eine bessere Lösung?
Ja, zapf die Information an deinem Wechselrichter ab.
MFG
Falk
Also DER Stromsensor enthält Elektronik "self powered" und liefert nur
eine Gleichspannung, aus der du nicht schlussfolgern kannst, in welche
Richtung der Strom floss.
Strom fliesst bei Wechselspannung immer hin- und her. Ohne Kenntnis der
Phasenlage zur Spannung kannst du also gar nicht ermitteln, ob Strom
geliefert oder verbraucht wird.
Ein simpler Stromtrafo
http://darisusgmbh.de/shop/product_info.php/info/p15194_ASM50-----Stromwandler-5-50A-10-.html
würde dir (an seinem vorgesehenen Lastwiderstand) eine Spannung je nach
Stromrichtung liefern, die musst du aber mit der Phasenlage der Spannung
synchron gleichrichten.
Dazu tut es ein FlipFlop, welches pro Nulldurchgang die Polarität
umschaltet, z.B. durch Analogmultiplexer oder gesteuerten (non)inverting
OpAmp.
Dabei entsteht aber ein Einfluss durch den Blindstrom
(Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung).
Also baut man es anders auf: Das FlipFlop orientiert sich an der
differenzierten Spannung (schaltet letztlich also bei Spannungsminima
und Spannungsmaxima um) und dient nur als Eingabewert für ein zweites
FlipFlop, welches bei Nulldurchgang des Stromes die Polarität des
Stromsensorsignals umschaltet.
Mit einem uC braucht man natürlich keine Bauteil, nur ein Programm.
Ok,gar nicht so einfach.
Also ich verbrauche Strom wenn wenn beide Phasen synchron sind und
speise ein, wenn sie 180° verschoben sind. Der Trafo liefert mir jetzt
eine Spannung je nach Strom durch den Außenleiter.
Was ich gerade nicht verstehe: Durch die Induktivität des Wandlers
handel ich mir doch wieder eine ~90° Phasenverschiebung zwischen
Spannung und Strom ein und wenn ich dann gleichrichte auf 0° geht mir
die Phaseninformation vom Anfang (0° oder 180°) doch wieder verloren. Wo
ist mein Denkfehler?
Ein Multimeter würde wohl an den Stromtrafo angeschlossen jeweils das
richtige Vorzeichen anzeigen, ich versteh nur grad nicht warum.
@Norbert (Gast)
>Also ich verbrauche Strom wenn wenn beide Phasen synchron sind und>speise ein, wenn sie 180° verschoben sind.
So einfach isses eher nicht. Die Phasenlage schwankt eher zwischen -90
und +90 Grad.
> Der Trafo liefert mir jetzt>eine Spannung je nach Strom durch den Außenleiter.
Jo.
>Was ich gerade nicht verstehe: Durch die Induktivität des Wandlers>handel ich mir doch wieder eine ~90° Phasenverschiebung zwischen>Spannung und Strom ein
Nö, die Phasenverschiebung ist deutlich kleiner so um die 1-5%m siehe
Stromwandler.
>Ein Multimeter würde wohl an den Stromtrafo angeschlossen jeweils das>richtige Vorzeichen anzeigen, ich versteh nur grad nicht warum.
Dein Multimeter zeigt kein Vorzeichen an, weil es Wechselgrößen und als
Mittel- bzw. Effektivwert misst. Deine Richtungserkennung des
Leistungsflusses muss das mit der phasenrichtigen Multiplikation und
Filterung von Strom und Spannung machen.
MfG
Falk
Norbert schrieb:> Ok,gar nicht so einfach.> Also ich verbrauche Strom wenn wenn beide Phasen synchron sind und> speise ein, wenn sie 180° verschoben sind. Der Trafo liefert mir jetzt> eine Spannung je nach Strom durch den Außenleiter.
In der realen Welt hast Du nicht nur Wirkleistung, sondern auch
Blindleistung, die Du nicht bezahlst, die aber doch Leistungsverluste
bewirkt.
Schau Dir mal an, wie andere Leute das machen:
http://www.microchip.com/wwwproducts/Devices.aspx?dDocName=en520376
fchk
(und ja, um die Formeln zu verstehen, sind einige Kenntnisse der höheren
Mathematik erforderlich, insbesondere komplexe Zahlen)
Hallo,
der Aussage von Falk möchte ich etwas hinzufügen...
Die Phasenlage kann von 0...180° oder 0...-180° variieren. Für die
Wirkleistung gilt P = U x I x cos Phi (Q = U x I x sin Phi, S = U x I).
Wann wird der cos Phi negativ? ==> Im 2. und 3. Quadranten. Dann ist die
Phasenverschiebung 90°...180° oder 180°...270° (-90°...-180° lass ich
auch gelten).
Graphisch dargestellt hilft es vielleicht (genauso wie bei Schaltplänen)
besser. Zwei (sinusförmige) Größen (U und I) werden miteinander
multipliziert, als Ergebnis gibt es einen Sinus (P) mit doppelter
Frequenz. Der Mittelwert hiervon ist die Wirkleistung. Ist er größer
Null: Wirkleistung (Energiefluß von Erzeuger zur "Last") wird verbraucht
(kein Wechselstrom wird verbraucht, das sagt nur der Volksmund), ist er
gleich Null: reine Scheinleistung, ist er kleiner Null: Wirkleistung
wird aufgenommen (Energieflußumkehr).
Frank K. schrieb:> Schau Dir mal an, wie andere Leute das machen:>> http://www.microchip.com/wwwproducts/Devices.aspx?...>> fchk>> (und ja, um die Formeln zu verstehen, sind einige Kenntnisse der höheren> Mathematik erforderlich, insbesondere komplexe Zahlen)
Mathematik ist nicht das problem ;)
So ein IC gefällt mir schon gut. Die Frage ist nur wie ich am
geschicktesten die Spannung auf der Leitung messe, um sie in den IC zu
geben. Am Besten wäre galvanisch getrennt messen ohne das Kabel des
Außenleiters auftrennen zu müssen (wie z.b. bei einem Shunt).
