misura della componente DC di una corrente

Ho bisogno di misurare la componente continua della corrente di uscita di un inverter. La componente continua deve essere inferiore allo 0,5% della corrente massima di uscita dell'inverter. Si parla di misurare con precisione componenti continue da 0 a 75mA su una corrente di uscita massima di 15A rms. Per ottenere ciò io ho pensato di usare un normale sensore di corrente ad effetto hall, open o closed loop, intorno al cui nucleo creare una spira in corto. La teoria è che questa spira dovrebbe essere percorsa da una corrente che a sua volta crea un flusso che si oppone alle variazioni indotte dalla componente AC della corrente da misurare. Questo comportamento dovrebbe annullare la componente AC dalla misura salvo l'effetto non trascurabile delle induttanze disperse. In pratica mi aspetterei di trovare in uscita una componente DC inalterata e una componente AC molto attenuata.

Per prova ho avvolto questa spira in corto su una sonda di corrente da oscilloscopio mentre stavo misurando la corrente di uscita di un inverter. In pratica non ha prodotto nessun effetto sulla misura. Mi chiedo il perché.

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Andrea Frigo
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Un bel giorno Andrea Frigo digitò:

Il tuo caso può essere assimilato alla prova in corto di un trasformatore; metti in corto il "secondario" (la tua spira) e mantieni la corrente sul "primario" (uno dei fili dell'inverter) al suo valore nominale. La teoria ci insegna che la tensione sul primario scende per via della forza controelettromotrice, ma il flusso (che è quello che misuri con le pinze di corrente) dipende dalla corrente, e quindi esso resta invariato.

La tua misura può essere fatta in un modo molto più agevole (e preciso...) usando dei sensori di corrente in DC. Ne fa svariati la LEM, ad esempio.

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dalai lamah

Non direi. Se carichi il secondario, questo genera a sua volta un campo magnetico che si oppone alle variazioni di flusso nel nucleo del trasformatore, tendendo a smagnetizzarlo. Non a caso la prova in corto dei trasformatori serve a valutare le induttanze disperse.

E secondo te quando parlo di sensori ad effetto hall open o closed loop parlo di banane?? Ovvio che un sensore che sente ANCHE la DC misura l'alternata che lo attraversa. Il contrario invece non è vero: i sensori in alternata non sentono la continua in quanto si tratta di piccoli trasformatorini.

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Andrea Frigo

Un bel giorno Andrea Frigo digitò:

In effetti hai ragione; è la forza magnetomotrice (N*I) che resta invariata, non il flusso. Se l'aggiunta della spira non sortisce nessun effetto, probabilmente è perché buona parte del flusso si disperde; potresti provare ad avvolgere un numero progressivamente sempre maggiore di spire, e vedere in che modo cambia la misura.

E allora perché questa idea della spira in corto? Hai problemi di risoluzione/dinamica? Probabilmente otterresti comunque dei risultati migliori trattando il segnale elettrico in uscita con un filtro passa-basso.

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emboliaschizoide.splinder.com
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dalai lamah

Ho visto empiricamente che è un problema di induttanza dispersa: ho avvolto 5 spire nella sonda in cui passavano 26A alternati in uscita dall'inverter e 1 spira in corto, che poi ho provato ad aprire e chiudere mediante amperometro: misuravo solo 0.2A mentre me ne sarei aspettato almeno una 20ina. (se l'accoppiamento fosse stato perfetto sarebbero stati oltre 100A). E la misura sull'oscilloscopio non è variata per niente.

Si! Se condiziono il segnale per poter leggere la sua intera dinamica di 15A, non c'è verso che possa leggere con precisione correnti minori o uguali a 75mA.

Lo so, ma questo riduce fortemente la banda passante. E il controllo deve reagire prontamente per annullare questa componente continua. Un'alternativa furba sarebbe un notch centrato a 50Hz, ma avesse funzionato la spira, sarebbe stato più semplice. C'è da dire che ho provato con una sonda LeCroy CP150 che ha un bel buco in cui far passare i cavi. Probabilmente se provo con un LEM con i fili in cui passa la corrente da misurare che passano stretti stretti sul nucleo, avrei un effetto.

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Andrea Frigo

Andrea Frigo ha scritto:

Comincerei, dopo tutte le vicissitudini dell' altro sottothread, a rivedere il problema:

- perche' vuoi misurare la componente continua della corrente in uscita da un inverter (nel senso di: perche' pensi sia interessante)?

- perche' la corrente e non la tensione?

- perche' pensi/sei sicuro che il dispositivo in questione possa generare una componente continua?

eventualmente:

- di che tipo di dispositivo parliamo?

- schema elettrico/a blocchi/descrizione?

- la componente continua viene generata separatamente o intrinsecamente, rispetto alla funzione principale, nel dispositivo?

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Englishman

Un bel giorno Andrea Frigo digitò:

Non è che c'entri qualcosa il verso di avvolgimento delle spire? Così a occhio opterei per il no (inverti il verso, si inverte la corrente), ma già che fai delle prove...

Beh, considerando 40A di fondoscala (che è il valore picco-picco che più o meno corrisponde a 15A RMS), 75 mA corrispondono a 1/533 del fondoscala e quindi non dovresti fare troppa fatica ad apprezzarli con un ADC umano. Certo che se ti interessa una misura più significativa (e non solo "è sopra/è sotto") le cose si complicano un po'; con 5 mA di risoluzione, siamo già a una dinamica di 1/8000, ossia 13 bit. Non è ancora necessariamente una cosa ingestibile, ma immagino che tu abbia già fatto i tuoi conti...

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emboliaschizoide.splinder.com
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dalai lamah

Devo misurarla per ridurla sotto lo 0,5% della corrente massima di uscita, come richiesto dalla normativa di riferimento

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pagina 81

Il dispositivo si comporta da generatore di corrente ed opera in parallelo alla rete ENEL

Solo idealmente l'inveter può essere considerato un dispositivo simmetrico.

Inverter fotovoltaico transformerless

Schema a blocchi: boost, banco di condensatori, inverter mezzo ponte 3 livelli NPC, bobina inverter, rete ENEL.

E' una componente parassita.

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Andrea Frigo

Andrea Frigo ha scritto:

Brutto affare...

Spero che ti risponda qualcun' altro, che conosca la materia.

IMO, posso solo pensare, e solo per la misura di laboratorio(*) ad una resistenza shunt, un campionatore veloce (diciamo >500 Hz) sincronizzato con il generatore interno, una conversione A/D (credo servano almeno 12 bit) e ad una integrazione su 20mS.

(*) mentre non ho proprio idea di come fare per il circuito di retroazione del sistema (che dovesse garantire la assenza di CC

*durante* il funzionamento). In alcuni amplificatori audio si inseriscono *due* circuiti diversi di feedback, uno per il segnale audio, e uno con un filtro passa basso tagliato molto in basso e, AFAIR, con una amplificazione del segnale reazionato.
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Englishman

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