Вычисление коэффициента мощности сети

niknam · 21.04.2011, 17:53

Здравствуйте. Совсем недавно начал осваивать мк. Появилась задача вычислить коэффициент мощности сети с использованием atmega1284. По задумке хотел определить разность фаз тока и напряжения и дальше сам косинус угла. Но пока все неудачно. Подскажите вариант исполнения схемы и примерный вид программы для мк на микропаскале.

Alex9797 · 21.04.2011, 17:59

Понятие "коэффициент мощности сети" не имеет физического смысла.
Разность фаз между током и напряжением возникает только при подключении к сети нагрузки, которая имеет комплексный характер. А без нагрузки нет тока, нет и разности фаз.

niknam · 21.04.2011, 18:18

В качестве нагрузки использую обычный резистор и индуктивность. От источника переменного напряжения первая цепь идет через делитель на одну ногу ацп, вторая цепь через резистор и индуктивность на другую ногу. По идее тут и должен был произойти сдвиг синусоиды.

Alex9797 · 21.04.2011, 18:24

А можно схему в студию? А то по такому неоднозначному словесному описанию воображение рисует кучу вариантов.

И еще неплохо бы выложить свой вариант программы на микропаскале
Ведь фраза

Сообщение от niknam

Но пока все неудачно.

подразумевает, что уже хоть что-то сделано, но еще не работает так, как хотелось.

niknam · 21.04.2011, 18:45

Да, конечно, сразу не подумал.

Easyrider83 · 21.04.2011, 19:42

Сообщение от niknam

Да, конечно, сразу не подумал.

час от часу не легче

Alex9797 · 21.04.2011, 20:34

Во-первых, замечания по схеме:

1. Надо сразу выбросить оба диода, и вместо них поставить резисторы номиналом 1...5 килоом. Сигнал довольно низкоомный, и на этих диодах будет теряться порядка 0,6 вольта. А от обратной полярности вход проца защитят внутренние диоды.
Впрочем, если в данном случае интересует только сдвиг фаз, и он будет вычисляться по сдвигу между максимальными значениями тока и напряжения, то можно диоды и оставить. Только после них поставить резисторы на землю (между входом проца и землей), порядка 10...20 килоом. А то получится пиковый детектор, и напряжение на входах АЦП так и не сможет уменьшиться ниже амплитудного.

2. Сигналы с обоих делителей очень малы. Особенно токовый, у которого коэффициент деления аж 220 тысяч. Это означает, что на нижнем резисторе 1 Ом будет один вольт при напряжении аж 220 киловольт! При 100 киловольтах диод вообще даже не откроется, и на входе АЦП так и будет ноль.
Коэффициенты деления обоих делителей надо рассчитать такими, чтобы при номинальном напряжении сети амплитудное значение сигнала на входе АЦП было поближе к опорному. Если опорное 5 вольт, то сигнал должен достигать хотя бы 4...4,8 вольт.

3. Про индуктивность 200 Генри я пока промолчу. Мало ли, может так и надо.

Alex9797 · 21.04.2011, 20:53

По поводу программы кричащих замечаний нет. Идея понятна, реализация тоже. Впрочем, я пробежался ее по диагонали, особо не вчитывался. Но замечания есть.

Способ вычисления максимума не учитывает реальной ситуации. А реальность такова, что верхушка синусоиды почти плоская, и соседние отсчеты будут очень близки по величине. А при невысокой разрядности АЦП могут быть и вообще равны. Особенно при такой частоте дискретизации, когда полупериод разбит аж на 500 отсчетов. А это означает, что точка, удовлетворяющая условию
u(a)›u(a+1) and u(a)›u(a-1)
может вообще отсутствовать.

Поэтому алгоритм поиска максимума нужно усовершенствовать. Например, сравнивать не соседние отсчеты, а отступить на несколько в обе стороны, чтобы получить четкую зону макимума. А потом найти ее середину.

Но это хорошо, если имеем дело с красивой синусоидой, идеализированной. А реальная, в сети, такая покореженная, что таких "максимумов" на ней можно найти кучу. Я бы предпочел находить точки перехода синусоиды через ноль. Много преимуществ. И скорость изменения напряжения максимальна, что позволяет определять эти моменты с высокой точностью. И искажения влияют в меньшей степени.

niknam · 21.04.2011, 21:02

Спасибо за совет, поменяю номиналы,в последний раз я их уже от балды ставил, пробовал скажем так)
А на счет программы для такой схемы можете дать совет?

DanilinSA · 21.04.2011, 21:04

Датчик тока и напряжения. Цифровать и считать сдвиг фаз. По пересечению нуля + усреднение. Или другими методами.

Это не ваша старая тема ? https://kazus.ru/forums/showthread.php?t=4679