Wisselstroommeter die ook richting van het vermogen geeft

tja, het nadeel van de stroomtrafo is dat die bij kleine stromen secundair maar een héél kleine spanning opwekt. Het (gesampelde) uitgangs signaal is navenant klein.

als je enkel de richting van het vermogen wil weten dan kan je R vervangen door twee antiparallel geschakelde zeners van de max waarde die de stroomtrafo toelaat. Je krijgt dan aan de uitgang, ook bij kleine stromen, een heel duidelijke richtingaanwijzing.

alleen snap ik niet wat je bedoelt met het vele meet-werk. In principe reageert de schakeling lineair. Maar misschien is je trafo dat niet?

De spanningen die ik kan opwekken zijn met 10K over de sec. zo'n 4Vac.
Dat is wel te doen maar dan moet je ook die 1K weerstanden aanpassen naar 10K, maw. zomaar niet na te maken en dat is toch één van de doelstellingen als ik software ga schrijven met de bedoeling van (stelselmatig met relais of proportioneel met triac) verbruikers te kunnen inschakelen als je stroom terugsteekt op het net.

Let wel, we zijn nog zover niet en afhankelijk van de nog te stemmen wetgeving(BE).

Je ziet dat de twee schakelingen erg veel op elkaar lijken. In beide gevallen worden de dioden door de spanning aan- en uitgeschakeld, om zo in de juiste fase de stroomsample door te laten. Klik op het schema voor een grotere weergave.
De spanningswikkelingen zijn voor het gemak met een spanningsbronnetje aangegeven; de belasting met een stroombron van de gewenste stroom.

Het verschil is dat, naast de gewenste gelijkspanning, in 'mijn' schakeling (eigenlijk een standaardschakeling) ook de wisselspanningssample aan de uitgang verschijnt (waardoor meestal een laagdoorlaatfilter nodig zal zijn), en in de alternatieve schakeling de wisselstroomsample (waarvoor eveneens een filter nodig is). Hier zie je de twee golfvormen waarmee we te maken hebben:
Detectoruitgang van 'mijn' schakeling (sinus ligt hoger of lager, afhankelijk van de stroom).
Blauw: I= 10, groen: I= 0, rood: I= −4 A, waarbij het minteken een fase van 180 graden aangeeft.
Het is hier niet zo gemakkelijk te zien (klik voor groter), maar de sinussen liggen boven elkaar. Na filtering verderop blijft alleen de gemiddelde ligging over.

Detectoruitgang van de alternatieve schakeling (sinushelft hoogte en richting afhankelijk van de stroom).
Blauw: I= 10, groen: I= 0, rood: I= −4 A.

De alternatieve schakeling biedt hier een voordeel in zoverre dat de storende wisselcomponent hier kleiner is. Er kan dus met een eenvoudiger filter uitgekomen worden. Hier heb ik echter hetzelfde filter toegepast.

Hier is de overdracht van −10 tot 10 A ('mijn': blauw/rood, alternatief: olijf/groen):

'Mijn' schakeling heeft dan weer het voordeel dat, doordat de stroominformatie in de verticale ligging van de 50Hz-sinus zit, we geen last hebben van de diodekarakteristiek. De stroommeting gebeurt inderdaad zeer lineair (grafiek: rood met een 6V-spanningswikkeling, blauw met een 12V-spanningswikkeling).

Bij de alternatieve schakeling zit de stroominformatie in de hoogte van de halve sinusjes die aan de uitgang verschijnen, zodat hier de niet-lineairiteit van de dioden eerder een rol speelt, en bovendien de schakelspanning meer invloed heeft (grafiek: olijf met de 6V-wikkeling, groen met de 12V-wikkeling).

Bedankt, heel mooi uitgetekend en uitgelegd maar ik ga het toch proberen anders aan te pakken.
Zo'n laagdoorlaatfilter had ik er niet opzitten, vandaar die minder goede scoopbeelden.

Met 2 analoge ingangen, 1 voor de stroommeting en 1 spanningsmeting om de richting te bepalen en ben ik van plan om deze schakeling eens te testen.
Ik weet het, die schakelingen zitten bij jullie samengevoegd maar met 2 aparte ingangen heb ik meer vrijheid en kan ik de voedingsspanning van de spanningstrafo gebruiken.

Dan kun je eventueel toch zelf een stroomtrafo maken/kopen die bij de max stroom zo'n 4.5Vtt geven door de aanpassing van de weerstand op de trafo.
Die SCT013 trafo's geven maar 1V uit en daar zou nog een opamp moet bijkomen wat ik wil vermijden of anders moet ik de Vref aanpassen en dat ga ik niet doen.

Wordt vervolgd..

De schakeling uit de startpost kwam uit een eerdere thread, en was ook daar alleen een van de mogelijkheden.
Ik verdedig hem hier alleen omdat hij blijkbaar niet overal begrepen wordt, zodat mensen bijvoorbeeld denken dat de output niet lineair met de stroom verloopt, wat wel zo is.
Maar het is niet mijn algemene aanbeveling voor het probleem of zoiets. Het was in de andere thread een voorbeeld van hoe je met eenvoudige middelen (twee in de junkbox gevonden transformatoren) toch een antwoord op de vraag kon geven. :)

Inderdaad zou tegenwoordig zo'n mini-computertje een logischer antwoord zijn. Je kunt dan precies doen wat je wilt.
Zo kun je ook nog andere gegevens bepalen, zoals niet alleen het effectieve vermogen maar ook de fasehoek, en natuurlijk (als de stroomtrafo hoog genoeg gaat; tot 1 kHz bijvoorbeeld) de harmonischen afzonderlijk bepalen.
Dat is dan allemaal een kwestie van op je gemak software schrijven en testen, terwijl de hardware verder met rust gelaten kan worden.

Ja dat zou kunnen maar ik ga het eenvoudig houden en wil geen digitale of slimme meter maken, die zal de maatschappij wel plaatsen ;)
Nu wil ik enkel eens de mogelijkheden verkennen wat we zouden kunnen doen bij piekmomenten in zonne-energie.
Volgens horen kunnen ze ook een module bijplaatsen die dat allemaal regelt maar dan moet je uw woning ervoor aanpassen.

edit:

Op 22 oktober 2018 08:31:11 schreef Frederick E. Terman:
De schakeling uit de startpost kwam uit een eerdere thread, en was ook daar alleen een van de mogelijkheden...

Die heb ik toen ook gevolgd en daar was het idee gegroeid naar een controllerschakeling.

Maar ik ben mij ook bewust moest de wet teveel in ons nadeel uitvallen dat de markt er wel zal opspringen en volgens een PV forum zijn de netbeheerders dat ook al aan het bekijken hoe ze dat, eventueel verlies, kunnen compenseren.
Het kat en muisspelletje op energieniveau ;)

Fet,

hele mooie en grondige anlayse. het zat eraan te komen :-)

beide schakelingen zijn varianten op hetzelfde thema, maar ik wou die grote AC componente eruit.

In je analyse heb je echter de alternatieve schakeling "benadeeld" door ze met dezelfde 1k te belasten. De uitgangsweerstand van de alternatieve schakeling is beduidend groter dan van de eerste versie en door de 1K gaat het verschil in diodestromen beginnen wegen op het resultaat.
Die 1k is eigenlijk niet nodig, en de eerste filtersectie ook niet. (R12, C4)

tevens mis ik de werking van C. Hij staat in je tekening, maar ik zie het resultaat niet in het uitgangssignaal van de modulator (er zouden dan geen halve sinussen meer mogen uitkomen, maar enkel de topjes)

het is sowieso interessant de uitgang met een zonder c te bekijken.

Met de belasting zoals getekend deed de C niet veel; ik heb inderdaad vergeten daarop terug te komen.
Misschien kan ik er vanavond nog wat aan tekenen en rekenen, en ook bij hogere weerstanden als belasting kijken. Er moet wel iéts naar massa vloeien heb ik gezien, anders krijg je heel rare waarden!

Ben ik weer.
Ik had al gezegd dat de condensator (hier C7) niet veel doet; dat wil zeggen, hij vlakt de uitgangsspanning niet af.
Wel probeert hij de spanning tussen de dioden, dus over R15-R16, constant te houden. Maar dat is niet de uitgangsspanning.

Grafiek voor een stroom van 10 A. Rood: uitgang bovenste diode; groen: uitgang onderste diode; blauw: uitgangspulsen op knooppunt R15-16. Condensatorwaarden oplopend van 1 nF tot 1000 µF. Bij grotere waarden wordt de uitgangspuls korter.
De belastingsweerstand heeft hierop niet veel invloed; de RC-tijd wordt immers bepaald door C7 en R15-16.

Een voordeel lijkt de condensator dus niet te hebben. Een nadeel echter wel: hoe langer de diodespanningen constant blijven, des te korter is de tijd waarin er een verschil is, dus hoe korter en vervormder de uitgangspulsen worden.

De niet-lineariteit die ik zag, werd dan ook veroorzaakt door de condensator. Door hem te verwijderen wordt ook jouw detector lineair.

Door het verhogen van de belastingsweerstand neemt de hoogte van de uitgangspulsen toe, tot maximaal iets meer dan het dubbele van wat we met 1k hadden. Klopt ook, gezien de 1470 ohm + diode als bronweerstand.
Verder zie je echter geen verschil, de overdracht blijft mooi recht. Maar dus wel zonder condensator over R15-R16. Filteren moet echt aan de uitgang; in het simpelste geval dus met een C'tje over die belasting van bijvoorbeeld 1 MΩ.

Op 22 oktober 2018 20:58:28 schreef Frederick E. Terman:
Ben ik weer.
Ik had al gezegd dat de condensator (hier C7) niet veel doet; dat wil zeggen, hij vlakt de uitgangsspanning niet af.
Wel probeert hij de spanning tussen de dioden, dus over R15-R16, constant te houden. Maar dat is niet de uitgangsspanning.

De bedoeling van C is niet de uitgangsspanning af te vlakken, maar de geleidingstijd van de diodes kort maar krachtig te maken. Hierdoor zou de invloed van de de stroom geleverd door de stroomtrafo kleiner moeten worden, wat de lineariteit bevorderd. Om een me nog niet duidelijke reden werkt dat niet zo als voorzien (in jouw simulatie wordt de lineariteit slechter)

Maar goed, bij een lichtere belasting/filtering neemt de gevoeligheid toe, naar ik begrijp tot dezelfde waarde als de eerste schakeling, maar de AC is eruit, wat de bedoeling was.

Ga de schakeling vanuit het hoofd toch eens op een plankje moeten bouwen om te begrijpen waarom C niet werkt als voorzien.

BTW, het simulatie programma gebruikt een complex diode model ? of gewoon twee stukjes rechte? (een plat stuk en dan een schuine )

De lineariteit wordt slecht doordat de stroompulsen door de dioden (om de condensator steeds op te laden) erg groot worden, zodat de eigenschappen van de diode belangrijk worden. De spanningsval erover wordt in de pieken te groot.

Als je de details van het diodemodel wilt weten, kun je hier kijken. Het is het spice-model zoals de fabrikanten dat beschikbaar stellen.
Niet alle waarden zijn ingevuld; dit zijn de beschikbare gegevens voor de 1N4007 zoals Motorola die opgeeft:

Model:       d1n4007      
_ibv         100u         
bv           1.2k         
cjo          52p          
ikf          7m           
is           140f         
isr          16n          
m            270m         
rs           39m          
tt           7u           
vj           750m         

Maar in deze toepassing doet eigenlijk iedere diode het. :)

Op 23 oktober 2018 09:07:22 schreef Frederick E. Terman:
De lineariteit wordt slecht doordat de stroompulsen door de dioden (om de condensator steeds op te laden) erg groot worden, zodat de eigenschappen van de diode belangrijk worden.

de bedoeling is idd een grote stroom er door te jagen om de (dynamische) weerstand kleiner te maken, waardoor de diode eigenschappen net minder belangrijk wordt voor de kleine stroom van de stroomtrafo (die er mee doormoet). moet er even over nadenken waarom het net andersom reageert..

Op 21 oktober 2018 17:37:25 schreef kris van damme:... als je enkel de richting van het vermogen wil weten dan kan je R vervangen door twee antiparallel geschakelde zeners van de max waarde die de stroomtrafo toelaat. Je krijgt dan aan de uitgang, ook bij kleine stromen, een heel duidelijke richtingaanwijzing...

Hoi, ik ben er nog wel, hoor. En ik leer veel. Ik zit eraan te denken om wat onderdeeltjes te bestellen om je schakeling te bouwen, met de twee antiparallel geschakelde diodes. Kan je me uitleggen waarom zeners? Ik zat juist aan een 10A Schottky te denken omdat dit bij een heel laag voltage al open gaat. Ik denk dat de stroomtrafo die ik gebruik niet veel opwekt als ik maar weinig stroom door de primaire winding laat gaan.

Dank,

Hugo

Op 31 oktober 2018 06:32:42 schreef HugoW:
[...]

Hoi, ik ben er nog wel, hoor. En ik leer veel. Ik zit eraan te denken om wat onderdeeltjes te bestellen om je schakeling te bouwen, met de twee antiparallel geschakelde diodes. Kan je me uitleggen waarom zeners? Ik zat juist aan een 10A Schottky te denken omdat dit bij een heel laag voltage al open gaat. Ik denk dat de stroomtrafo die ik gebruik niet veel opwekt als ik maar weinig stroom door de primaire winding laat gaan.

Dank,

Hugo

De antiparallele zeners nemen geen actief deel aan de schakeling. ze beletten enkel dat de spanning over de stroomtrafo te hoog wordt.

Overigens heb ik een fout geschreven, . Ze moeten niet antiparallel staan,maar in serie. Je kan R dan weglaten, of verhogen in waarde. Hierdoor wordt de stroomtrafo uitgangsspanning groter bij kleinere stromen, maar de relatie blijft niet lineair. anders gezegd, je kan al van kleine vermogens de richting bepalen, maar weet niet exact om hoeveel vermogen het gaat, (tenzij je in/out relatie tabel opmaakt)

Op 2 november 2018 00:18:12 schreef kris van damme:
[...]
Overigens heb ik een fout geschreven, . Ze moeten niet antiparallel staan, maar in serie.
[...]

Ik zat al te denken Antiparallele zeners :?, dan kan je toch net zo goed, of zelfs beter, gewone diodes nemen. Uiteindelijk bedoel je dus uiteindelijk Anti-serie geschakelde zeners.....