spanningstransformator

Hallo Beste Mensen,

Zowaar weer een post van mij (groeten aan alle mensen die ik lange tijd niet gezien heb op radiobeursen zoals henry, kt, hugo en sven, ik ben een beetje druk).

Ter zake: ik ben op zoek naar een spanningstransformator voor mijn power monitor project. Die heb ik nodig om onder andere de cos(phi), VA en (piek)spanning te bepalen, maar aangezien ik geen drie fasen 230v op mijn beaglebone black kan zetten moet daar dus wat tussen. Op het internet vond ik dat een
potential transformer hiervoor wel geschikt zou zijn, aangezien de spanning aan de secundaire kant hier mooi gelijk moet lopen met de primaire. Vooral wat betreft fase is dit belangrijk.

Maar zo'n ding kan ik dus bijna nergens vinden. Standaard transformatoren natuurlijk wel (bij bosjes), maar ik heb geen idee hoe de faseverschuiving daarvan is (zeker niet bij de kleintjes).

Mijn vraag is dus als volgt: weet iemand waar je kleine spanningstransformatoren kan krijgen danwel of de gewone kleine printtrafo's net zo geschikt zouden moeten zijn.

Eleq (voorheen Faget) in Steenwijk.

Optisch kan ook.

U en I RMS meten, u(t) x i(t) en de rest uitrekenen.

Waar komt dat schema vandaan ? Zoiets werkt alleen voor belastingen zonder harmonischen, en dat zijn er nog slechts weinig tegenwoordig.

Ik zou het scheiden (die dubble optocouplers a la IL300 zijn prima) en daarna gelijk een Uc in trekken. Als je slim sampled met net iets meer of minder dan 50 Hz hoeft het verder niet snel te zijn en heb je na een aantal perioden een complete golfvorm van U en I om te vermeningvuldigen en integreren. Dat kan mits de perioden traag veranderen / veel op elkaar lijken, maar misschien zijn moderne Uc's ook wel snel genoeg om real time te samplen en verwerken met een paar kHz per kanaal.

Of niet scheiden, alleen de meting primair doen en de kengetallen door een enkele optisch gescheiden Tx naar buiten sturen. Onhandig bij ontwikkelen, maar goedkoper.

[edit] Excuses, ik zie nu de analoge vermenigvuldiger, die zal voor de energie meting zijn. Ik blijf het wat onhandig vinden het zo te doen.

Die van Rene werkt van DC tot 1 MHz. Ik heb ongeveer dezelfde weg gevolgd als Rene zijn ontwerp maar ik gebruik andere opamps en een analoog opgebouwde TRMS converter. De mijne haalt daardoor maar 500 kHz. Zie
http://www.pa4tim.nl/?p=4771

Werkt van DC-1MHz.

3kV isolatie.

@rbeckers:Woa, dat ziet er uit als een behoorlijk complex circuit, ik hoef alleen maar van 230vAC naar 1.5v AC, daarna doet de ADC voor mij de rest.

@Aart: ik wil toch wel met meer dan 50Hz sampelen, bij voorkeur met minimaal 150Hz. Die IL300 lijkt wel ok, maar ik volg nog niet helemaal hoe ik die zo simpel mogelijk in kan zetten, ik verwacht iets met een spanningsdeler aan de 230 kant en aan de andere kant de twee (waarvan één omgekeerd? fotodiodes in serie met een weerstand tussen de vcc en gnd. En die harmonischen zijn inderdaad belangrijk, ik wil uiteindelijk namelijk een fft doen over het signaal om de harmonischen te checken.

Ik zal is even kijken wat ik bij eleq kan krijgen. Is er misschien iemand hier die de juiste spulletjes heeft om de faseverschuiving van een gewone trafo te meten? Ik vermoedt dat het namelijk makkelijker is om 3 kleine printtrafo's te gebruiken.

//edit: een isolation amplifier lijkt redelijk te zijn wat ik zoek in 1 package, zoiets: HCPL-7520 (http://www.farnell.com/datasheets/1816978.pdf). Lijkt erop dat ik bij zoiets met een spanningsdeler plus een manier om hem aan de niet-geïsoleerde kant met 5v te voeren klaar ben.

[Bericht gewijzigd door pcnerd op (14%)]

De faseverschuiving bij trafo's is niet constant over het frequentiebereik.
Als je FFT wilt, tot welke harmonische wil je?

Scoop en sinusgenerator is voldoende om te meten.

dat van die sinusgenerator, goed punt, dat frequentiebereik is niet zo heel interessant, de netspanning zal niet ver buiten de 50Hz schommelen verwacht ik. Harmonische, tot en met vijf ben ik redelijk te vreden denk ik. Meer is beter natuurlijk (maar misschien wat nutteloos)

Hi pcnerd,

Ik ben al een tijdje geleden bezig geweest met een opsetje met sensoren voor stoom en spanning om de 230V te gaan meten.

Dit wil ik dan daarna in een USB Audio Interface (geluidskaart) stoppen.
Dan kan ik tot 20 a 40Khz spectrum analyse doen en een scoop plaatje krijgen van U en I.

Afhankelijk van de software die je er voor gebruikt kan je ook fase metingen doen en vervorming.

Misschien is dit ook iets voor jou?

Gegroet,
Blackdog

Lijkt me wel, hoe ziet dat opsetje eruit?

//edit:
Net even een printtrafotje aan de scoop gehangen, die lijkt nauwelijks faseverschuiving te vertonen, zie bijgeleverde vage foto (boven is trafo, onder is input)
https://www.dropbox.com/s/fy4v6j943mxfo78/2015-01-06%2022.39.49.jpg?dl…

Ben nog wel geïnteresseerd om te kijken of het met zo'n Isolated Linear Sensing IC ook te doen is, waarschijnlijk even duur maar misschien wel netter.

[Bericht gewijzigd door pcnerd op (21%)]

Hi PcNerd,

Dat bestaat alleen nog in mijn hoofd, de stroom sensor is er een van LEM.
De spanning sensing gaat dan via een ringkern trafo, daar heb ik vorig jaar nog aan gemeten.

Daarna wat versterker trapjes, schaling en net als rbeckers, gebruik makend van LT1968 en een vermedigvuldiger voor het vermogen.

Na de versterker trapjes en schaling aftakking naar de geluidskaart
voor het scoop plaatje en spectrum analyse.

Jammer genoeg nog geen echt schema...

Gegroet,
Blackdog

Ging dat ook niet met een gloeilampje er een ldr ?

Ah, check, dan is het misschien wat nutteloos want ik wil het vermenigvuldigen en dergelijke allemaal in software doen omdat die ADC vies snel is (8Mhz 12Bit) leek me de de simpelste oplossing (ik ben fan van het less (components) is more principe).

Volgens mij heeft een ldr een traagheid van 10ms, lijkt me niet ok voor deze toepassing.

Hi pcnerd,

Niemand houd je tegen om in plaats van de DC signalen uit de LT1968 naar een AD te sturen, je moet het alleen goed schalen, anders gooi je de resolutie van je AD converter het raam uit :-)

Gegroet,
Blackdog

Ik kan alleen die LT1968 nergens vinden....

Sorry.....

LTC1968

Je kan ook als je minder bandbreedte wil, een AD736 nemen van Analog Devices.

Groet,
Blackdog

ah, die doet vermunigvuldigen met wortel twee, dat kan mijn processor ook uitstekend, dus ik denk dat ik net als met de stroomtang die ik nu al aan de praat heb de spanning bias zodat hij veilig in de ADC kan en daarna eraan ga rekenen.

Een gangbare oplossing voor dit probleem is een hall effect current sensor met hoge gevoeligheid met een weerstand in serie, of een kleine 1:1 transformator met een weerstand in serie. In dat laatste geval is het niet de inductie van de transformator maar de weerstand die de stroom bepaald (beter gezegd, die weerstand is dominant), en heb je dus ook geen noemenswaardige faseverschuiving. Nadeel is natuurlijk wel dat daar altijd stroom blijft lopen, en dus continu en beetje vermogen verbruikt.

De bandbreedte is belangrijk als er aan schakelende voedingen, gelijkrichters, data over 230/400V en dergelijke gemeten moet worden.
Zelfs een klassieke voeding, EI-trafo met gelijkrichter en afvlakcondensator, komt veel hoger dan 50Hz.

Bij het ontwerp en testen bleek dat fasehoek meten m.b.v. nuldoorgangsdetectie onnauwkeurig is. Dus i.p.v. de fase te meten is gekozen voor een breedbandige analoge vermenigvuldiger van TI. De Hameg power meter gebruikt ook een vermenigvuldiger maar een van AD .
Stroomtrafo's, stroomtangen zijn niet erg nauwkeurig. Voor goede stroomtangen van Fluke, R&S, Keysight, Tektronix etc. betaal je veel. Een goede weerstand is beter en goedkoper.

Een erg grote nauwkeurigheid is niet zo heel belangrijk in dit geval, daarbij moet ik 300A meten dus dat wordt dan een flinke weerstand.

@Sparkygsx: Dat van die hall-effect sensor klinkt interessant, ik kan alleen geen erg gevoelige sensor vinden (tot 5A).

http://www.vishay.com/docs/30135/wsms5515.pdf

Had ik trouwens ook al vermeld dat het ook al vanaf 16A moet kunnen? Met mijn stroomtang kan ik schakelen tussen 4,40 en 400A max. Daarbij moet het echt inductief aangezien ik niks tussen de kabels die ik ga meten mag zetten ;).