Измеритель мощности для ваттоутера

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Да, многие мелкие трансформаторы грешат насыщением даже уже при номинальном напряжении.
Но я имел ввиду немного другое. Выходной сигнал сигнального трансформатора немного опережает входной сигнал, и у маломощных моделей этот эффект выражен достаточно сильно, около 300 мкс опережение.
Так что трансформатор надо внимательно подбирать.
Токовый трансформатор кстати тоже по фазе даёт опережение.

 

Тогда по сдвигу фазы нужно сразу ставить трансформатор на 2W и выбирать из более менее достойного производителя, который не экономит на меди первичной обмотки. По даташиту трансформаторов вряд ли можно найти коэффициент насыщения на холостом ходу.

 

Именно так, индукцию никто не напишет, поскольку трансформаторы всё же предназначены не для мониторинга сетевого напряжения. Я их перепробовал с десяток разных производителей. Отечественные современники никуда не годятся. Zettler на удивление так себе. А вот трансформаторы малоизвестной китайской компании Tiger Anhua понравились. Суммарная ошибка по фазе оказалась незначительной, учитывая что сигнал с ТТ так же опережает входной сигнал, и в программе он считывается первым, а затем уже сигнал с датчика напряжения. Так вот удалось минимизировать погрешность измерения из-за неидеальности датчиков.
Да, ещё пробовал вместо трансформатора 2 Вт использовать датчик напряжения zmpt101b. Он совсем никуда не годится.

 

Посмотрел по доступности Tiger Anhua у нас. Нет таких. Есть 2-3 других китайских производителя.
Тогда если качество не известно может проще ставить 2 одинаковых трансформатора подобрав делитель U?
И есть ли смысл попробовать замерить сдвиг фазы моего экземпляра? Разделительный трансформатор 220/220 имеется. Если да, то какую задержку считать допустимой?

 

Имеется ввиду два трансформатора последовательно вместо одного ? Да, так насыщения не будет, но опережение по фазе останется. В идеале изготовить свой трансформатор на торе с минимальным сопротивлением первички и индукцией до 1Тл.
150-200 мкс можно уже считать приемлемым. Меньше-лучше.
Датчик тока дает опережение 25...50 мкс.

 

А к какой ошибке измерения мощности в % приводит, допустим, наихудший разбег фаз в 300мкс?
На сколько это будет критично применительно к нашей задаче минимизации отдачи энергии во внешнюю сеть. Если это единицы или несколько десятков ватт, то это одно дело, в если сотни, то тут уже нужно серьезно подойти к выбору датчиков (трансформаторов).
Напрашивается какой то программный метод компенсации временного разбега, но при большом количестве выборок за период, не представляю возможно ли это в принципе.

 

Верно мыслите, в энерджи мониторе, его исходном коде, есть возможность программной корректировки угла сдвига между током и напряжением. Но толком настроить его не так просто. А программного времени эта функция съедает прилично, сильно уменьшая количество выборок. Поэтому я пошёл по пути увеличения количества выборок, упрощения кода и более тщательного подбора компонентов. Тем более что из-за некачественного трансформатора происходит не только опережение фазы, но и искажение формы исходного сигнала, которое программным методом уже не компенсируешь.
Кстати у счётчиков ЭЭ (бюджетных) около 80 выборок за период. У измерителя 127 выборок.
Ошибка из-за неподходящего трансформатора напряжения по практическим наблюдениям составляет порядка 40 Вт при нагрузке в 2000 Вт.
По теории 360 гр * 0.3 мс/20 мс=4.5 градуса между током и напряжением (на самом деле меньше по некоторым причинам).
2000Вт *cos (4.5)=1993,8 Вт
То есть ошибка 2000-1993,8= 6.2 Вт

 

По данному Вами упоминанию в первом посте на "Open energy monitor", нашел его и прошелся по всему "дереву" проекта. Почерпнул много интересного. Особенно для понимания Ваших изменений и дополнений в схеме измерения. Но детально в кодах не копался. Фазовую коррекцию просто не заметил.
Ошибка в 6 Вт, по мне не существенна, а 40Вт уже как то ... Или наружу они уйдут, или снаружи их переберешь... Счетчик по любому из посчитает как взятую извне (обычный счетчик). Посему наверно поменяю измерительный транс U на более мощный, что бы хоть чуть уменьшить погрешность так сказать простым методом. Да и большая габаритная мощность может не будет на грани насыщения и меньше исказится форма синусоиды.

 

Можно попробовать в цепь первичной обмотки трансформатора включить резистор или резистивный делитель. Как вариант, вместо силового можно попробовать использовать "звуковой" трансформатор на подходящее напряжение. Это к вопросу насыщения и вообще качества трансформаторов.
Насколько я понимаю, сдвиг фазы обусловлен индукцией рассеяния, паразитной емкостью и магнитными свойствами железа. Я плотно не занимался такими вещами, т. к. не было нужды, но когда ламповые УНЧ делал - "щупал" разное железо и вот что заметил. Используемая в отечественных трансформаторах сталь с ростом магнитной индукции теряет магнитную проницаемость. Сердечники фирменных трансформаторов вели себя иначе - с ростом индукции проницаемость росла. Естественно, в разумных пределах. С определенного уровня индукции проницаемость переставала расти, а потом резко падала. Но это понятно - насыщение.

 

Да, тоже пробовал. Резистор последовательно в первичке, и подгрузить вторичку. Так и сдвиг по фазе меньше и насыщения нет, но потребляет эта схема порядка 1-2 Вт.

 

Это еще от мощности трансформатора зависит. Достаточно маломощный выбирали?
Кстати, опережение фазы. Его можно подкорректировать последовательно включенным дросселем при условии, что это именно опережение фазы, а не искажение формы.

 

Ну вот и моя версия измерителя. Заточен только для измерения. Ещё раз огромное спасибо автору проекта.
Особых подстроек не делал, прибор заработал сразу. А нет, сначала не увидел индикацию прибора, потом догадался подстроечным сопротивлением на плате индикатора вывести её.
Делал из деталей что были под рукой. Трансформатор от блока питания, синусоида не кривая.
Тест проводил на лампе накаливания 26 Вт.

 

Коэффициент мощности в 1.00 намекает на то что трансформатор напряжения качественный.

 

Вот это не пробовал. Именно в первичке дроссель и фазу подправил бы и напряжение бы снизил на самом трансформаторе.

 

[QUOTE="close, post: 24689329, member: 1886706"...сначала не увидел индикацию прибора, потом догадался подстроечным сопротивлением на плате индикатора вывести её.
.[/QUOTE]
Аналогично! Уже думал что скетч как то не так прошился. Покрутил подстроечником чуток туда сюда, то же ничего. Оказалось крутить нужно почти до упора.
Сегодня пришли измерительные кольца. Подключил к измерителю. Для начальной калибровки в качестве нагрузки применил лампу накаливания около 100Вт. Коэффициент в программе пришлось подобрать чуть чуть. Калибровал с помощью достаточно точного мультиметра. Потом в качестве другой нагрузки применил светодиодную лампу. И тут мультиметр показал 0,08А, а измеритель 0,04А при мощности 8Вт. Коэффициент мощности при этом 0,54. Думаю, ну вот... Посмотрел на лампочку, а там мощность 10Вт.
Т. е измеритель при такой малой мощности дал погрешность всего 2Вт. И это при том, что драйвер лампы явно не чисто активная нагрузка. А вот мультиметр дал ошибку более чем в 2 раза. Наверно из за того же импульсного драйвера.
Переворот вилки измерителя в розетке изменил знак мощности, а сама мощность не изменилась. Это хорошо. После выходных всё проверю на разных мощностях.