Misura frequenza trifase

Aug 19, 2011 13 Replies

Ciao a tutti,



ho un segnale di tipo trifase proveniente da un generatore rotativo asincrono che può avere numero di giri variabile.



Questo comporta che al variare della velocità di rotazione abbia una variazione sia di frequenza sia di tensione.



Misurare la tensione non è un problema... quello che mi preoccupa è misurare la frequenza, perchè se raddrizzo e utilizzo un comparatore ho il problema che il riferimento devo cambiarlo continuamente.



E' importante la misura della frequenza perchè si vuol conoscere il numero dei giri, ed è importante valutarla correttamente perchè si deve poter rilevare se uno degli avvolgimenti (12 in 3 gruppi di 4 avvolgimenti in serie) fosse interrotto, cioè una condizione di guasto.



Avevo pensato di mantenere la tecnica del comparatore, generando il riferimento a partire dal segnale raddrizzato e filtrato (e opportunamente scalato), ma mi stavo chiedendo se esiste una tecnica più furba e soprattutto più stabile!



Grazie mille in anticipo Saluti CG


...

e

Ma ti occorre un segnale analogico in uscita proporzionale alla frequenza o un'indicazione numerica? Il comparatore lo impieghi per squadrare il segnale? Non capisco quindi la questione del riferimento... Pi=F9 info, pi=F9 info...

Piccio.

Hai ragione, visto che non è un qualcosa di estremamente confidenziale a uso militar-spazial-termo-chimiconucleare :) posso dirti semplicemente che devo valutare il numero di giri, e pensavo di farlo per mezzo di un contatore (uno dei pin del microcontrollore che devo prevedere per tutte le altre funzioni) che contasse gli impulsi squadrati in uscita dal comparatore di cui parlo.

Cioè considera che con il circuito in oggetto io devo poter avere :

1) segnale digitale, con frequenza proporzionale al numero dei giri del generatore 2) segnale analogico per la lettura della tensione

Dato che se raddrizzo quello che arriva dal generatore ottengo un segnale "ondulato" che non passa mai da zero, e che devo fare la mia valutazione del numero dei giri su questo "ripple", mi immagino di dover piazzare da qualche parte in mezzo a questo "ripple" un riferimento per squadrare tramite il comparatore. Il problema nasce anche dal fatto che il valor medio di questo segnale "ondulato" varia col numero dei giri, per cui va da sè che l'ipotetico riferimento deve inseguire questo valor medio (in particolare pensavo di riferirlo al valore di picco, tramite il buon vecchio rivelatore di inviluppo diodo+condensatore).

La mia domanda è: qual è la tecnica più furba (e, al solito, meno costosa ecc.ecc.ecc.) per valutare la frequenza di un segnale ottenuto raddrizzando a onda intera un segnale trifase?

Grazie mille CG

Il 19/08/2011 12:34, CG Audio Laboratories ha scritto:

L'unica cosa che mi viene in mente è fare un comparatore tra il segnale e il valor medio del segnale stesso. Per ottenerlo dovrai però avere un filtro con una costante di tempo molto lunga, quindi nei periodi in cui il segnale cambia avrai dei falsi allarmi.

Alternativamente, se hai un ADC a qualche kHz, puoi acquisire il segnale e filtrare il tutto in digitale.

_|/ Francesco Sacchi - Develer S.r.l. |\ http://www.develer.com/ - http://www.bertos.org/

Il 19/08/2011 12:58, Francesco Sacchi ha scritto:

Ah, altra alternativa analogica: filtri il segnale passa alto, lasciando quindi solo il ripple, e poi lo squadri con riferimento a massa.

_|/ Francesco Sacchi - Develer S.r.l. |\ http://www.develer.com/ - http://www.bertos.org/

Forse rivelare il passaggio per lo zero del segnale non raddrizzato? A seguito lo schema di un rivelatore di passaggio per lo zero, che produce un'onda quadra a livello TTL con la stessa frequenza del segnale in ingresso che puo' avere ampiezza massima di 100 V, l'isteresi sul segnale in ingresso e' circa +/- 25 mV. Lo schema e' ricavato da Horowitz-Hill p. 242.

Ciao

-- Giorgio Bibbiani

[FIDOCAD] MC 40 30 3 0 200 LI 40 30 40 40 LI 30 40 40 40 MC 30 40 1 0 115 LI 20 40 15 40 MC 15 40 2 0 000 SA 40 40 LI 40 40 45 40 LI 45 40 45 50 MC 45 65 3 0 200 LI 45 40 55 40 MC 55 40 3 0 115 LI 65 40 75 40 LI 75 40 75 50 MC 75 75 0 0 040 MC 45 75 0 0 040 LI 45 65 45 75 SA 45 40 LI 75 40 80 40 LI 80 40 85 40 LI 85 40 85 25 MC 85 15 0 0 115 SA 85 40 MC 105 30 0 0 580 LI 105 40 85 40 LI 115 40 115 50 MC 115 50 0 0 040 LI 85 15 85 -15 LI 115 30 115 -15 SA 85 -15 SA 115 -15 LI 130 35 135 35 LI 135 -15 130 -15 LI 135 -15 145 -15 MC 165 5 0 0 115 LI 165 5 165 -15 LI 165 35 165 15 LI 145 -15 165 -15 SA 165 -15 LI 165 -15 180 -15 TY 180 -20 5 3 0 0 0 * +5 V LI 105 30 100 30 LI 100 30 100 55 MC 100 55 0 0 115 MC 100 75 0 0 040 LI 100 65 100 75 MC 75 55 0 0 115 LI 75 50 75 55 LI 75 65 75 75 LI 135 35 165 35 LI 165 35 175 35 MC 175 35 0 0 000 LI 185 35 190 35 LI 190 35 190 30 LI 190 30 195 30 LI 195 30 195 35 LI 195 35 200 35 LI 200 35 200 30 TY 185 25 5 2 0 0 0 * uscita TTL SA 165 35 LI 100 30 110 30 LI 100 30 100 15 LI 100 15 120 15 LI 100 15 100 0 LI 100 0 125 0 LI 120 15 125 15 MC 130 0 0 0 170 MC 140 15 1 0 115 LI 130 0 125 0 LI 130 15 125 15 LI 140 0 150 0 LI 150 0 150 15 LI 150 15 140 15 LI 150 15 150 35 SA 150 15 SA 150 35 SA 100 15 SA 100 30 TY 170 5 5 2 0 0 0 * 1 k pullout TY 60 35 5 2 0 0 0 * 4.7 k TY 45 20 5 2 0 0 0 * 1N914 TY 50 55 5 2 0 0 0 * 1N914 TY 20 45 5 2 0 0 0 * 39 k TY 75 15 5 2 0 0 0 * 10 M TY 80 55 5 2 0 0 0 * 4.7 k TY 105 60 5 2 0 0 0 * 4.7 k TY 130 -10 5 2 0 0 0 * 5 pF TY 130 20 5 2 0 0 0 * 4.7 M TY 120 40 5 2 0 0 0 * LM393 TY 135 65 5 2 0 0 0 * Horowitz Hill p. 242 TY 105 70 5 2 0 0 0 * Zero-crossing level detector with input protection LI 40 15 40 -15 LI 40 -15 130 -15 SA 75 40 TY -15 30 5 2 0 0 0 * Vin +/- 100 V max

-cut-

Grazie mille per lo schema, però il "piccolo" problema da superare è che il segnale di ingresso è una tensione trifase collegata a triangolo non riferita a massa, e le tensioni sono un po' più alte. Considerando A B C i tre ingressi, ho al massimo

A - B 500Vpk A - C 500Vpk B - C 500Vpk

e i generatori gestiti dalla scheda devono essere almeno due indipendenti....

Per questo la cosa si complica... e la tecnica indicata da Francesco Sacchi era la prima a cui avevo pensato (acquisizione veloce, filtraggio digitale). Un accoppiamento in alternata potrebbe facilitarmi il compito, amplificandomi il comportamento con una fase mancante... devo fare degli esperimenti....

Ciao CG

Il 19/08/2011 14.30, CG Audio Laboratories ha scritto:

una tensione trifase collegata a triangolo non

ciao puoi sempre usare un trasformatore da 500V primario a 2 V secondario e avere una sinusoide separata, però se vuoi precisione devi fare un periodimetro, sincronizzare una porta con il segnale e un oscillatore campione (esempio 1 Mhz) fornisce una frequenza di riferimento e conti quante volte passa per tra due onde.

ciao primula

Ho fatto qualche simulazione...

Credo che opterò per l'uso dello zero-crossing detector, applicato sul segnale raddrizzato accoppiato in alternata

Grazie a tutti per i consigli!! Ciao CG

Eccomi qua...circuito testato e funzionante... grazie a tutti x l'aiuto!

Ciao CG

-- [FIDOCAD] MC 95 40 3 0 200 LI 95 40 95 50 LI 85 50 95 50 MC 85 50 1 0 115 LI 75 50 70 50 SA 95 50 LI 95 50 100 50 LI 100 50 100 60 MC 100 75 3 0 200 LI 100 50 110 50 MC 110 50 3 0 115 LI 120 50 130 50 LI 130 50 130 60 MC 130 85 0 0 040 MC 100 85 0 0 040 LI 100 75 100 85 SA 100 50 LI 130 50 135 50 LI 135 50 140 50 LI 140 50 140 35 MC 140 25 0 0 115 SA 140 50 MC 160 40 0 0 580 LI 160 50 140 50 LI 170 50 170 60 MC 170 60 0 0 040 LI 140 25 140 -5 LI 170 40 170 -5 SA 140 -5 SA 170 -5 LI 185 45 190 45 LI 190 -5 185 -5 LI 190 -5 200 -5 MC 220 15 0 0 115 LI 220 15 220 -5 LI 220 45 220 25 LI 200 -5 220 -5 SA 220 -5 LI 160 40 155 40 LI 155 40 155 65 MC 155 65 0 0 115 MC 155 85 0 0 040 LI 155 75 155 85 MC 130 65 0 0 115 LI 130 60 130 65 LI 130 75 130 85 LI 190 45 220 45 LI 220 45 230 45 SA 220 45 LI 155 40 165 40 LI 155 40 155 25 LI 155 25 175 25 LI 155 25 155 10 LI 155 10 180 10 LI 175 25 180 25 MC 185 10 0 0 170 MC 195 25 1 0 115 LI 185 10 180 10 LI 185 25 180 25 LI 195 10 205 10 LI 205 10 205 25 LI 205 25 195 25 LI 205 25 205 45 SA 205 25 SA 205 45 SA 155 25 SA 155 40 TY 115 45 5 2 0 0 0 * 4.7 k TY 100 30 5 2 0 0 0 * 1N914 TY 105 65 5 2 0 0 0 * 1N914 TY 130 25 5 2 0 0 0 * 10 M TY 135 65 5 2 0 0 0 * 4.7 k TY 160 70 5 2 0 0 0 * 4.7 k TY 185 0 5 2 0 0 0 * 5 pF TY 185 30 5 2 0 0 0 * 4.7 M TY 175 50 5 2 0 0 0 * LM393 TY 190 75 5 2 0 0 0 * Horowitz Hill p. 242 LI 95 25 95 -5 LI 95 -5 185 -5 SA 130 50 TY 80 -20 5 2 0 0 0 * Vin +/- 100 V max MC 65 35 2 0 115 MC 65 70 2 0 115 LI 65 60 65 35 SA 65 50 LI 70 50 55 50 MC 45 50 0 0 170 MC 35 70 2 0 115 LI 35 70 35 85 LI 35 85 100 85 LI 65 70 65 75 LI 65 75 65 85 LI 35 60 35 50 LI 35 50 45 50 LI 65 25 65 -5 LI 65 -5 95 -5 SA 95 -5 SA 65 85 MC 15 75 3 0 200 MC 5 75 3 0 200 MC -5 75 3 0 200 MC -5 30 3 0 200 MC 5 30 3 0 200 MC 15 30 3 0 200 LI -5 30 -5 60 LI 5 60 5 30 LI 15 60 15 30 LI -5 15 -5 5 LI -5 5 35 5 LI 35 5 35 50 LI 15 15 15 5 LI 5 15 5 5 LI -5 75 -5 85 LI -5 85 35 85 LI 5 75 5 85 LI 15 75 15 85 SA 5 5 SA 15 5 SA 5 85 SA 15 85 SA 35 50 MC -15 35 2 0 000 MC -15 40 2 0 000 MC -15 45 2 0 000 LI -15 35 -5 35 LI -15 40 5 40 LI -15 45 15 45 SA -5 35 SA 5 40 SA 15 45 TY 40 40 5 2 0 0 0 * 1 uF 600V TY 75 55 5 2 0 0 0 * 39 k TY 70 25 5 2 0 0 0 * 1 M TY 50 65 5 2 0 0 0 * 100 k TY 20 65 5 2 0 0 0 * 220 k TY -25 50 5 2 0 0 0 * 600Vpk max LI -15 60 -20 55 LI 220 -5 235 -5 TY 235 -10 5 3 0 0 0 * +5 V MC 230 45 0 0 000 LI 240 45 245 45 LI 245 45 245 40 LI 245 40 250 40 LI 250 40 250 45 LI 250 45 255 45 LI 255 45 255 40 TY 240 35 5 2 0 0 0 * uscita TTL TY 225 15 5 2 0 0 0 * 1 k pullout TY 160 80 5 2 0 0 0 * Zero-crossing level detector with input protection

Il 26/08/2011 13.34, CG Audio Laboratories ha scritto:

ciao, non è per caso che la frequenza è moltiplicata per 3... usavo questo principio per ridurre il ripple a 50 hz e portalo a 150 hz

ciao primula

Sì, certo, alla fine quello che esce è sei volte più grande della frequenza "reale" (3 semionde positive e 3 negative).

Quello che mi serviva è il front-end analogico per avere un segnale da dare in pasto a un contatore (microcontrollore). Quello che sono i calcoli me la vedo dopo. Tra le altre cose ho dovuto aggiungere un condensatorino da 100nF in parallelo al diodo di protezione con l'anodo a massa per limitare la banda, considerando che la macchina asincrona potrà fare al massimo 300-350 RPM (35 impulsi al secondo). Senza questo filtro il contatore veniva pesantemente disturbato dal boost di ingresso.

Si tratta di un inverter collegato in rete con generatori asincroni. Quando gira piano devo tirar su 50-60V ai 400 canonici per poi alimentare il ponte di immissione in rete, e mi si creano dei disturbi spaventosi dovuti ai picchi di corrente.

Ciao CG

"CG Audio Laboratories" ha scritto nel messaggio news:4e57f2c4$0$15663$ snipped-for-privacy@reader2.news.tin.it...

Fotovoltaico ?

Il progetto è estremamente confidenziale :)

A parte gli scherzi, è un prodotto custom, come dicevo per estrarre energia da delle macchine eoliche. Aerodinamicamente sono fatte come una ventola tangenziale

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con due alternatori uno in cima e uno in fondo alla pala. Sono alternatori asincroni (magneti permanenti) fatti in modo di dare circa 550Vpk a 350RPM, con tensione e frequenza variabile in base al numero dei giri. E' un classico del micro-eolico: si deve inseguire una curva RPM/potenza estratta e immetterla in rete. Per l'eolico "grosso" invece si utilizzano alternatori sincroni e sistemi meccanici per evitare convertitori statici.

Ciao CG

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