Dans la deuxième partie de notre cycle, nous poursuivons la discussion sur la mesure de la tension alternative, ainsi que sur la mesure du courant de sortie d'une charge. Je demande à tous les intéressés sous cat.
Partie 12e partie3e partieMesure de la tension ou du courant efficace
À propos de la mesure de la valeur réelle a été écrit à plusieurs reprises dans diverses sources. J'ai personnellement aimé ce qui suit:
Option de mesure Budget TrueRMSMéthode de mesure de la valeur de tension effective à l'aide de MKEn bref et clairement, toutes les formules sont écritesCalcul du courant / tension moyenne et efficaceEn bref, l'essence de tous ces calculs complexes est que la tension dans le secteur lui-même peut être différente de la forme parfaitement sinusoïdale, en outre, dans le cas d'un onduleur avec une sinusoïde modifiée à la sortie, lors du fonctionnement à partir de l'onduleur, la forme d'onde à la sortie ne sera également distante qu'à distance ressembler à un sinus. Par conséquent, si nous simplifions la mesure et considérons la valeur redressée moyenne, les résultats seront très différents des vrais.
Voici un exemple de ce qui se passe à l'entrée et à la sortie de l'onduleur (extrait
d'ici ):
L'algorithme de calcul de la tension effective dans mon cas n'a pas d'unicité. Avec une fréquence de 1121 Hz (pour numériser la tension avec une fréquence de 50 et 60 Hz), une interruption de temporisation est déclenchée, l'ADC est démarré et les mesures sont effectuées sur trois canaux (tension d'entrée, tension de sortie, courant de sortie). Après accumulation de 90 mesures, elles sont calculées et les valeurs réelles sont calculées.
La somme des carrés des valeurs est calculée directement dans l'interruption et dans le cycle de programme principal, lors de l'utilisation de l'arithmétique à virgule flottante, des valeurs effectives moyennes (sur 20 autres points) sont calculées.
Toutes les opérations sont effectuées sur un microcontrôleur 8 bits PIC18F26K22. Quelqu'un peut immédiatement poser la question: pourquoi pas STM32, ils disent que c'est plus puissant, moins cher, etc. Je répondrai tout de suite. Le contrôleur STM32 est bon, mais d'une manière ou d'une autre, il n'a pas pris racine, bien qu'il ait été utilisé dans certains projets.
La plupart de nos tâches ne nécessitent pas d'énormes ressources informatiques, donc 8 bits est plus que suffisant ici. De plus, PIC18 a un grand nombre de développements et son propre logiciel de service, ce qui est très important, car accélère considérablement les nouveaux développements, vous permettant de ne pas vous laisser distraire par l'étude de périphériques inconnus. Et cela prend toujours le plus de temps.
PIC18 présente également de nombreux avantages. Ce générateur calibré intégré, un câblage externe minimal, une plage de tension de 2,5 à 5 V, de bons périphériques intégrés, des sorties puissantes avec des courants jusqu'à 25 mA, etc. MK fonctionne à une fréquence allant jusqu'à 64 MHz.
Mesure du courant de sortie
Le courant consommé par la charge est mesuré par un capteur intégré ACS712ELCTR-30A-T (à 30A) d'Allegro. Le capteur génère un signal analogique proportionnel au courant circulant, en tenant compte du signe. Si le courant est positif, alors le signal sera supérieur à 2 V, s'il est négatif, alors inférieur à 2 V. Le signal généré par le capteur est numérisé par MK et utilisé pour contrôler la charge. Maintenant, le fabricant pointe vers le site et dans ceux-ci. documentation que ces capteurs ne sont pas souhaitables à utiliser dans les nouveaux développements, et recommande plutôt un modèle plus moderne de la série ACS723. Mais pour l'instant, acheter des modèles ACS712 en Russie auprès de fournisseurs est beaucoup plus simple et encore moins cher.
Le capteur est extrêmement pratique en ce qu'il permet une connexion directe à l'ADC MK, alors qu'il ne nécessite qu'une seule alimentation 5V, et fournit également une isolation galvanique (en fait, le capteur est sans contact, fonctionnant sur l'effet Hall). Le dernier point est important, car la mesure du courant est hautement souhaitable dans un conducteur de phase, de sorte que le neutre entier de l'onduleur est ce que l'on appelle le "traversant", c'est-à-dire représentant essentiellement un seul conducteur. Ce capteur peut être facilement utilisé dans l'espace de tout conducteur, ce qui simplifie l'ensemble du circuit de mesure.
Cependant, un point intéressant est associé à ce capteur. Selon la documentation, il peut supporter une impulsion de courant de 100A pour une durée de 100 ms. En outre, des dommages irréversibles à la puce peuvent se produire. Naturellement, un disjoncteur est installé dans l'onduleur dans le circuit d'entrée. Mais son temps de réponse est juste proportionnel à la durée de cette impulsion. Voici un exemple de la caractéristique temps-courant d'une machine de type C:
Afin d'avoir une certaine marge de sécurité en cas de court-circuit sur le circuit imprimé de l'onduleur, un shunt supplémentaire a été réalisé selon les recommandations du fabricant du capteur lui-même (
lien ).
Le point ici est assez simple. La résistance du shunt interne de l'ACS712 est de 1,2 mOhm. Il est proposé sur la carte de circuit imprimé sous la forme d'un conducteur de la forme souhaitée de réaliser le même second shunt, augmentant ainsi la limite de courant de moitié (jusqu'à 200A), ce qui permettra au disjoncteur de fonctionner beaucoup plus rapidement.
Les dimensions d'un tel shunt de courant sur une carte de circuit imprimé sont indiquées ci-dessous:
Voici à quoi cela ressemble en direct:
Je tiens à noter que ce capteur est uniquement destiné à mesurer la consommation de courant de la charge, afin d'évaluer la charge de l'onduleur et de l'éteindre automatiquement lorsque la limite spécifiée est dépassée. Par exemple, un onduleur de 600 W peut produire un maximum de 3A. Dans le cas où la charge commence à consommer 4A ou plus pendant un certain temps (par exemple, environ 2 secondes), nous la déconnectons simplement. Le disjoncteur protège contre les courts-circuits durs pendant le fonctionnement à partir du réseau. Mais dans le mode de fonctionnement de l'onduleur, la protection est organisée électroniquement, mais en utilisant d'autres capteurs. Ceci sera discuté un peu plus tard lors de l'examen du fonctionnement de l'onduleur lui-même.