230V überwachen / PIC / AD-wandler / Traffosättigung

Stefan Gast 14.04.2008 19:10 #842313

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Hallo,

ich versuche mehrere Phasen von Generatornetz zu überwachen, da dieser 
bei zu großer Last schwankt.

Dazu messe ich an mehreren Stellen (triviale Meßkarten) die Spannung, 
indem ich 230V auf 12V/0,5VA transformiere, GLeichrichte (4x1N4007), 
Spannungsteiler dazwischen und dann noch mal 3µF zum Glätten, damit mein 
AD-Wanlder im PIC gescheit den Spannungsverlauf abtasten kann. Somit 
habe ich bei 0-250V einen guten, messbaren Bereich von 0-5V. Das 
Problemn ist aber die Nichtlinearität des Trafos:

bei Spgn unter 40V und über 190V habe ich nichtlineares Verhalten 
(vielleicht durch die Sättigung des Kerns?) woraus ich nicht einfach 
mein AD-Wandler-Wert faktorisieren kann.

Habe auch schon mal 2W-20k davor geschaltet, damit der Print-Trafo nicht 
max. (230V) betrieben wird, aber habe immer noch ne üble 
Nichtlinearität.

Man könnte auch mit Spannungseilern und den Rest ein genaueres Ergebis 
erzielen... ist aber mal überhaupt nicht sexy und zu viele Toleranzen... 
Am besten wäre eine Lösung die an mehreren Stellen angewendet, das 
gleiche Ergebnis hätte ;-)


Hat jemand Erfahrungen mit solchen Messungen gemacht?

gruß

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6645 Gast 14.04.2008 20:02 #842343

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Ein Trafo benoetigt eine  Nennlast. 10k ist nicht genug. Allenfalls 
koennte man die jetztige Konfiguration auch mit einer Tabelle 
linearisieren.

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Ulrich Gast 14.04.2008 20:17 #842354

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Die Nennlast am Trafo wird nur zur Strommessung gebraucht. Für die 
Spannungsmessung wäre ein Trafo für mehr Spannung (z.B. 400V) besser. 
Auch solle ein Ringkerntrafo besser sein.

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Stefan Gast 14.04.2008 20:35 #842379

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Das ist auch eine Idee mit dem größeren Trafo.

Könnte auch eine Reihenschaltung von Printrafos besser sein?
Wiso sind dennRingkerntrafos linearer?
Ich habe mal eine schnelle Datenreihe von meinem ausgespucken Code des 
AD-Wandlers angehängt.
Eine typische Graphenform ergibt sich wie ein um 45Grad verschobenes 
Integral.

Ordinate: CODE
Abzisse: Anzahl der Messschritte 45=230V

Angehängte Dateien:

datenreihe.JPG (20 KB)

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6645 Gast 14.04.2008 20:39 #842386

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Trafos werden so gewickelt, dass sie bei Nennspannung etwas saettigen. 
Nun koennte man einen Trafo fuer 300V wickeln lassen und nur bis 230V 
brauchen...

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Marius S. (lupin) 14.04.2008 22:47 #842515

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könnt man nicht direkt die netzspannung gleichrichten, glätten und ohne 
galvanische trennung messen? Man könnte dem Messmodul per Optokoppler 
ein weiteres Modul zur Verarbeitung nachschalten (datenübertragung 
seriell per TXD Leitung vom PIC).

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peter-neu-ulm Gast 15.04.2008 01:56 #842622

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>20 kOhm
Das Vorschalten eines Widerstandes verschlimmert das nichtlineare 
Verhalten sogar, weil beim Trafo besonders der Magnetisierungsstrom 
verzerrt wird. Die am Trafo liegende Teilspannung wird bei 
Sättigungseinsatz am Scope schaurig aussehen.

Einen Trafo für 400 V( Drehstrom )an 230 V zu legen, dürfte ein 
einigermaßen brauchbares Ergebnis bringen, eventuell zwei gleiche primär 
in Reihe geschaltete Trafos (115 V) probieren, die man sekundär 
phasenrichtig parallel schaltet.

Den Scheitelwert einer Wechselspannung zu messen, und dazu führt ja die 
Gleichrichterschaltung, bringt nur bei exakter Sinusform der Spannung 
ein genaues Ergebnis, das könnte hier eine weitere Messfehlerquelle 
sein.

Übrigens: auf wieviele Prozent genau solls denn werden ?
mit dem Unterspannungstrick am Trafo schafft man einige Prozent 
Genauigkeit, wenn besser zwei Prozent verlangt ist, muss es schon ein 
Spannungswandler ( Messtrafo ) sein.

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Klaus Gast 15.04.2008 09:52 #842754

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Andere Idee:

Habe vor längerer Zeit folgenden Artikel gefunden und die Schaltung aus 
geprüft, die funktioniert:
http://www.edn.com/contents/images/81904di.pdf

Abschnitt:  Phone-line-voltage monitor meets FCC specs
            dort: "Figure 1"

Das ist eine Spannungsmessung an Telefonleitungen, sehr hochohmig, 
galvanisch getrennt über Optokoppler.
Ausgewertet wird die Frequenz, die ggf. über Messreihe kalibriert werden 
muss.

Ich denke, die Schaltung ist auch am 230V~ Netz durch gleichrichten und 
vorgeschaltetem Spannungsteiler ca.  1/6  (50 MOhm / 10 MOhm) 
verwendbar.

Probiert habe ich das aber (noch) nicht.
Ist nur eine Idee.
Genauigkeit sollte ausreichend sein für "Überwachung".

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