Измеритель мощности для ваттоутера

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Однако и тривиальную информацию, хоть и вполне объективную, типа "сдвиг фаз в трехфазной сети номинально составляет 120 градусов", тоже лучше не озвучивать, это в сущности пустой звук, ни о чем.

 

Коли для Вас это пустой звук, расскажите, как собираетесь измерять мощность на тех фазах, где отсутствует информация о напряжении. Желательно с алгоритмами. Или хотя бы принцип.

 

Ну, можно в настройках, например, указать номер фазы: А, B, С на которой реально снимаем напряжение. И номера других фаз для датчиков тока.
Дальше принять на веру, что все напряжения синусоидальны и идентичны по кривизне
Дальше алгоритмически пересчитать отставание/опережение для двух других фаз. И подставлять в известное уравнение ...*sin (фt + a), где a - начальная фаза
Дальше интегрировать u (t) * i (t) по каждой фазе, с учетом предыдущих знаний. И знака, конечно же.
Для домохозяек сойдет

 

Так я об этом выше написал. Такой подход будет работать в определенном месте в определенное время. Беда в том, что пользователь даже в этом не может быть уверен. Вот прямо сейчас то место и время, где этот подход работает или нет.
Если место и (или) время неподходящие - ошибка может приближаться к 100% или находиться в любом месте между 0 и 100%. Вот мне и интересно, как господин @_AK_ собирается решать данную проблему. Как вариант, какое решение он предложит тем, кто захочет воспользоваться парой сободных каналов измерения тока для определения мощности в трехфазной сети.

 

В такой конфигурации, мне видится, что никакого. Только отписки, что это опция, она может хорошо работать, а может не очень. А вот как пользователь узнает как у него конкретно - хорошо или не очень - вопрос. Кроме того, вряд ли кто из обычных пользователей сможет идентифицировать порядок чередования фаз. Потому и адекватные приборы имеют три канала (щупа, крокодила) для напряжений.

 

Это сильно зависит от пресловутой статистики, которой никто не владеет. Очевидные варианты:

• В контролируемой фазе измеряется RMS. Во всех фазах напряжение полагается синусоидальным той же величины.
• В контролируемой фазе используются измеренные мгновенные значения. В остальных двух фазах используются задержанные на 1/3 и на 2/3 периода значения первой фазы.
• Некий усредненный вариант между двумя указанными выше, вплоть до фильтров Калмана и ИИ.

Выбор между вариантами производится на основе той самой статистики. По получаемой погрешности. Ну и заодно статистическое распределение погрешности определится. Вполне может оказаться что в большинстве случаев все варианты эквивалентны и равноприменимы.

 

Ток тоже полагается синусоидальным?

Т. е. перекос фаз и форма не учитываются. Об этом Вам с самого наала было сказано, но Вы зачем-то начали спорить.

 

Перечитайте исходное сообщение. Три канала измерения тока.

Я всего лишь хотел узнать, есть ли у вас информация, насколько перекос фаз и форма напряжения окажут влияние на результаты среднестатистического пользователя. На фоне того, что исходная точность измерения мощности в каждом канале составляет 5..10%. Насколько я понял, этой информацией вы не владеете.

 

Может Вы свое перечитаете.

Куда Вы это RMS потом прилепите к измерению тока?

Т. е. предложенное годится только для среднестатистического пользователя. ОК, пусть пользуется, а реальным нужно что-то иное

К счастью я владею здравым смыслом и он мне подсказывает не заниматься сбором информации о "средней температуре по больнице".

 

Вы, как я вижу, совсем не в теме. В настоящее время у меня успешно работает индикатор баланса мощностей моего домовладения, который вообще не измеряет напряжение. Он меряет токи:

• приходящие из сети
• выдаваемые СЭС

Кроме того, он получает сигнал о переходе сетевого напряжения через ноль. После этого, полагая сетевое напряжение постоянным и синусоидальным, он производит 19 замеров тока с интервалом 1.024 мс. Мгновенная мощность вычисляется на основе мгновенных измерений тока и табличных значений синуса.

В новом варианте устройства для однофазной сети будут использоваться реально измеренное напряжение. А для трехфазной, как один вариант, опять можно использовать табличные значения, но корректировать их амплитуду по результатам измерения в одной фазе. Как другой вариант, как я обозначил выше, я могу использовать задержанные на 6.6 (6) и на 13.(3) мс значения напряжения в измеряемой фазе.

Теперь вам понятно, "куда я прилеплю RMS к измерению тока", или надо еще подробнее разжевать?

Ну а я владею работающим устройством, которое достаточно точно (разрешение 100 Вт) отображает баланс мощностей в моем доме. Достаточно точно для того, чтобы не включать мощные нагрузки когда нет солнца.

 

Такими устройствами владеете не только ВЫ и Америку Вы не открыли.
Разрешение Вашего измерителя мощности более, чем скромное и измерителем мощности Ваше устройство не является. В том, что оно выполняет поставленные задачи никто не сомневался, а если и сомневался, здесь об этом не писали, так что не нужно переводить разговор в иное русло.
Вам было сказано, что без измерения напряжения невозможно измерение мощности.

PS Тут люди ничего не полагая и измеряя только ток делали подобные вполне работоспособные устройства.

 

Но неспособные отличить потребляемую из сети от отдаваемой в сеть. То есть, для озвученной задачи - индикации баланса мощностей - непригодные.

А разрешение в 100 Вт у меня задается достаточно произвольно и определяется прежде всего используемым индикатором - светодиодной RGB- лентой. Благодаря которой баланс мощностей в интересующем меня диапазоне +-2 кВт виден мгновенно, одним взглядом, на расстоянии до 10 м. Но поскольку в дальнейшем планирую выдавать данные в Home Assistant, то новый вариант будет мерять точнее.

 

С компенсацией сдвига фазы более-менее понятно. А нелинейность можно прибить, если иметь калибровочную табличку. То есть, вероятно придется ввести процедуру калибровки, для чего надо бы предусмотреть в схеме соответствующие средства.

 

Во время калибровки можно использовать один из токовых входов для эталонного источника напряжения. Так что все, что потребуется - это кнопка или джампер, чтобы ввести Ардуику в режим калибровки.

Скорей всего китайцы меряли фазовый сдвиг ZMPT-101, подавая на первичку сигнал от источника напряжения. С резисторами сдвиг будет больше, но об этом китайцы, давая типовую схему применения, скромно промолчали.

Если на токоограничивающем резисторе в первичке не жалко потерять, скажем, порядка 1 Вт, то его сопротивление можно выбрать 47 к. Тогда при резисторе 10 Ом, шунтирующем первичку, напряжение на первичке и вторичке будет примерно 65 мВ peak, а сдвиг фаз будет менее 70 мкс. Если параллельно резистору 10 Ом включить цепочку, состоящую из конденсатора 6.8 мкФ и резистора 100 Ом, то сдвиг фаз уменьшается до менее чем 1 мкс.

 

Помимо аппаратной компенсации сдвига фазы, можно использовать программную. Надо учесть, что Ардуинка делает одно АЦП преобразование примерно за 110 мкс. По данным Ника Гаммона, можно уменьшить время преобразования в 4 раза без потери точности, т. е до 27 мкс. При более быстрых преобразованиях точность АЦП ухудшается.

Поэтому фазовое опережение в 27 мкс будет только на пользу. Измерение мощности будет состоять и парных измерений: сначала меряем напряжение, потом ток, перемножаем, получаем мощность в тот момент времени, когда измерили ток.