О димерах, тестерах и регулировке мощности.

[Олежище]

А теперь один период пропускаем и два режем, на 2-3кВт нагрузки и пытаемся читать книжку, врать не буду, такие как у тебя лампы не видел и такой балласт не использовал, но уверен, что лампы будут мерцать, немного, но неприятно. А еще окажется, что компрессор у холодильника, которого и слышно никогда небыло, постукивать начал. Не, я понимаю, что резать полупериод по живому это плохо и делать так нельзя, но пока буду так :(  Тема не о том!

[Игорь]

Ведь поменять среднеквадратичное напряжение микроконтроллером  не слишком сложно.

Sambedded, я не видел прошивки твоего регулятора, но судя по схеме, ты измеряешь (и стабилизируешь)  не true rms, а просо средневыпрямленное напряжение. Ведь у тебя там диод и интегратор, на выходе которого именно средневыпрямленное, а не среднеквадратичное напряжение. А это важно...

Я расскажу свою историю.
В начале занятия ректификацией у меня была скороварка с двумя киловаттными ТЭНами. Я мог дать нагрев 0,5, 1, или 2 киловатта. Или, вставляя диод, можно было получить еще несколько фиксированных значений...
Для перегонки этого было достаточно, но для ректификации - нет.
Сделал димер, поставил многооборотный потенциометр. Долго игрался, нашел положение потенциометра, обеспечивающее предзахлебный режим. Замерил тестером напряжение на ТЭНах, лег спать.
Проснулся от сигнализации - сработал датчик потопа. Ночью подскочило напряжение и колонна захлебнулась, холодный спирт попер через ТСА.
Я - сантехник, разницы между средневыпрямленным и Тrue RMS напряжением я не понимал, взял в у товарища большой ЛАТР, на выход подключил тестер, но не автоматизировал, а "сигнализировал" - выпрямил и разделил выходное напряжение, поставил двухпороговый компаратор (на +2 и на -2 вольта от установленного у меня пищал бузер), и время от времени подкручивал ЛАТР. То есть, Sambedded, я вручную делал то, что делает твой регулятор - стабилизировал средневыпрямленное напряжение.

И тут меня ждала засада. При одном и том-же напряжении днем колонна работала нормально, а ночью захлебывалась.
Я был в нокауте. В шоке. В недоумении. Я не видел объяснения. Напряжение одинаковое, сопротивление одинаковое, нагрузка чисто активная, а мощность - квадрат напряжения, умноженный на сопротивление,  почему-то разная...

Кто-то видит объяснение? Я его нашел.
Для начала я порылся в литературе и сети и понял, что тестер, хоть и проградуирован в значениях действующего напряжения, на самом деле показывает средневыпрямленное, в нем стоит интегратор с конденсатором. Тогда я купил простейший True RMS вольметр, и с удивлением увидел, что если ночью показания тестера и этого вольтметра почти совпадают, то днем тестер показывает примерно на 10 вольт больше, чем True RMS.

Не буду тянуть кота за хвост. Тестер показывает не действующее значение напряжения, а средневыпрямленное, умноженное на 1,111. Но если синусоида правильная, эти значения совпадают. А если синусоида искажена, урезана, равенство нарушается.

Осталось выяснить почему искажения синусоиды днем и ночью не одинаковы. ответ нашелся легко.
Многие современные приборы имеют импульсные или инверторные блоки питания. Они грузят сеть не равномерно, а вблизи верхушки синусоиды, тем самым просаживая верхушку. При этом снижается и средневыпрямленное, и действующее значение напряжения. Но средневыпрямлнное снижается меньше, и тестер начинает показывать напряжение больше значения среднеквадратичного. Эти риборы - компьютеры, кондиционеры, сварочники.... Их в основном ночью не используют. Поэтому днем тестер показывает завышенное напряжение, ночью, когда синусоида не искажена, практически правильное. Вот и причина.

Именно тогда я принял решение управлять нагревом, стабилизируя кубовое давление. Сразу понимая недостатки этого способа, я тогда остановился на нем, другого варианта не было. И как только появился РМ-2, я тут-же использовал его.

Сейчас я искал простой способ определения True RMS напряжения с помощью двух интеграторов - на входе стабилизатора и на выходе его, но, вдоволь наигравшись, не нашел приемлемых путей.
Выход один. Много раз за полупериод измерять мгновенное напряжения (без интегратора, без конденсатора!), возводить каждое значение в квадрат, суммировать, делить на количество замеров и извлекать корень. Или не извлекать, ведь если стабилен квадрат, то и корень из него тоже стабилен.

Спасибо, что дочитали до конца :)

[bobych]

Много раз за полупериод измерять мгновенное напряжения

Именно так!Только не за пол,а за целый период.
Так как ни кто не гарантирует нам симметричной синусоиды в сети.

Может сосед через диод тен включил ;)

[Игорь]

Совершенно верно! Я имел ввиду измерять напояжения каждый полупериод.

Кстати, у меня тестер, подключенный к розетке, при разном включении щупов показывает разное напряжение. Разница - 2-3-5 вольт.
При регулировании с помошью 1182ПМ1 разница на зажимах ТЭНа была вольт ло 15. Наверное это конструктивные особенности микросхемы регулятора или симистора, который в разных квадрантах может открывается по разному.

[Sambedded]

Sambedded, я не видел прошивки твоего регулятора, но судя по схеме, ты измеряешь (и стабилизируешь)  не true rms, а просо средневыпрямленное напряжение. Ведь у тебя там диод и интегратор, на выходе которого именно средневыпрямленное, а не среднеквадратичное напряжение. А это важно...

Игорь, а ты обратил внимание на номинал конденсатора? Он там только для подавления высокочастотных помех. На сигнал с частотой ниже килогерца он практически никакого влияния не оказывает. Насчет диода это да, не совсем кошерно, я исхожу их предположения, что отрицательные и положительнве полупериоды примерно одинаковы. А дальше я делаю около 200 измерений за полупериод и вычисляю сумму квадратов деленное на количество измерений. Корень я не извлекаю, так как для сравнения использую возведенное в квадрат напряжение стабилизации. Моя цель была получить стабильность мощности  в районе нескольких процентов при колебаниях в сети 10-20%. В общем - цель достигнута, при изменении напряжения с 240 до 120 вольт мощность изменяется меньше чем на 10%. К сожалению АЦП в Attiny оказался несколько хуже чем я рассчитывал. Можно попытаться измерять напряжения более точно путем улучшения стабилизации напряжения питания и уходя в sleep mode во время измерения для снижения цифровых наводок, но меня данная точность , в общем устраивает.
Хочу попробовать сделать регулятор на меге, там отдельный вход для опорного напряжения, может поточнее будет, но все руки не доходят.

[bobych]

Тестер не обязан правильно мерять огрызки полупериодов полученные фазовым управлением тиристора.
А вот ежели сделать 100,к примеру,измерений напряжения и тока за один полупериод - общитать,
тогда вообщем то до лампочки какая форма синуса.Будь то треугольник,пила,меандр или горбатый синус.
И чем больше количество измерений за период тем точнее,ну и что б АВР-ка успевала считать.
Хотя существуют АРМы 32 разряда,недорогие.По моим прикидкам Мега8,на край 16.Если писать на С++.

[Игорь]

Sambedded, это совсем другое дело... А ж говорю, что я - сантехник. Увидел диод, делитель  и конденсатор - решил, что интегратор. :)
Просто ты - скорее исключение, чем правило. Многие, очень многие считают, что можно взять регулятор типа димерного или брезенхейма, выставить нужную мощность и наслаждаться жизнью. Не понимают, что нужен не просто регулятор, а стабилизированный регулятор. И в котором стабилизируется не процент выходной мощности, а  именно среднеквадратичное выходное напряжение. В продаже пока таких регуляторов нет. Кроме РМ-2.
ежели сделать 100,к примеру,измерений напряжения и ток
bobych если нагрузка реактивная, да, согласен, нужно мерить ток и напряжение чтобы учесть сдвиг их фаз.
Но если нагрузка чисто реактивная, нет смысла измерять ток - его мгновенное значение всегда прямо пропорционально мгновенному значению напряжения.

[bobych]

нет смысла измерять ток

Смысл есть.Такому регулятору все равно на какую мощность тен.

[Sambedded]

нет смысла измерять ток

Смысл есть.Такому регулятору все равно на какую мощность тен.

Если измерять только напряжение, то регулятору тоже все равно на какую мощность ТЭН.  Если же интересует индикация подводимой мощности в Ваттах, то проще ввести через меню один раз номинальную мощность ТЭНа  , чем городить огород с измерением тока.

[Игорь]

Если каждый день менять ТЭН, то да, все эти заботы с мощностью нужны. Но если прибор всегда работает с одним и тем-же ТЭНом, достаточно устанавливать заранее определенное, правильное напряжение. А если приспичит один раз в жизни определить мощность, можно возвести это напряжение в квадрат и разделить на сопротивление.

[Олежище]

К сожалению АЦП в Attiny оказался несколько хуже чем я рассчитывал.

В РМке стоит простенький микрочиповский процессор с ничем не выдающимся АЦП, одного плана с Мегой. Вот если ты хочешь более одного вольта получить, тогда да. Тогда возможно стоит посмотреть на моторные серии процессоров с очень быстрыми АЦП и разрядностью поболее 10бит.

[Игорь]

Я - как положено дилетанту - мечусь между крайностями. Пару сообщений назад писал о невозможности корректных измерений с помощью дифференцирующей цепочки из-за завалов верхушки синусоиды. Эти соображения решил подкрепить расчетом...
На расчетной модели, где верхушка синусоиды начисто срезана, у меня получилось, что даже при очень больших срезах (20-30-50 вольт)  между средневыпрямленным (умноженным на 1.111) и действующим значением напряжения разница получается несущественной... во как...
Проверю расчеты и выложу.
Если окажется действительно так, то можно раз в секунду измерять выпрямленное напряжение на интеграторе и стабилизировать его, изменяя коэффициент в алгоритме Брезенхейма... по крайней мере для дистилляции должно подойти.

[Игорь]

Ребята, проверьте сантехника...
У меня получается, что ести 220-вольтовую синусоиду срезать сверху на 50 вольт, действующее напряжение составит 204 вольт, а тестер, показывающий средневыпрямленнно напряжение с кэффициентом, покажет 207 вольт. Невелика разница...

Копну глубже. У меня в сети бывает 190 вольт. Предположу, что это не равномерная просадка синусоиды. а срез ее верхушки.
Чтобы от синусоиды 220 вольт осталось 190 действующего, нужно обрезать верхушку на целых 77 вольт! Это уже не синусоида, а трапеция... И что меня удивляет - тестер с интегратором в этом случае покажет 194 вольта. Разница всего 2 процента.

Именно этот пример сохранен в приложенном файле...
Может я там в чем-то ошибся?

Файл защищен, но без пароля. Менять можно только базовое напряжение и срез.

[bobych]

Ну тут уж сам Бог велел просчитать при фазовом управлении что получится.
Через 10-15 гоадусов.

[GrOV]

что это не равномерная просадка синусоиды. а срез ее верхушки.

Ну, не знаю  :(..Надо бы на осциллографе глянуть. Реально срез верхушки видел только в инверторах - и то , там скорее многоуровневая трапеция...
В быту именно ограничение по амплитуде не встречалось..