Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Suche AC/AC Wandler( mit galvanische Trennung) für 400V zum A/D-Wandler


von Ilias A. (energiestudent)


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Im rahmen meiner Bachelor Arbeit soll ich einige Messschaltungen 
entwerfen und diese dann aufbauen für einen Messplatz( Schaltungsart 
„Leonard Umformer“ mit Last als Synchrongenerator).
Die jeweiligen Messungen sollten dann zu einem A/D-Wandler geleitet 
werden, das pro A/D-Wandler Kanal eine Maximale Spannungen von +/- 10V 
erwartet.
Auch habe ich mich in einigen Foren und unter Wikipedia im Internet 
eingelesen. Daher hier die Bitte mir weiterzuhelfen, da ich nicht mehr 
wirklich weiter weiß. Einige Messschaltungen sind mir bekannt, dennoch 
bin ich mir da unsicher. Also wenn es noch mir mehr unbekannte 
Messschaltungen existieren oder bekannten Messschaltungen fehlerhaft 
aufgeführt sind, dann würde ich gerne darum bitten diese zu erfahren 
bzw. wäre erfreut bzgl. einer Rückmeldung oder Feedback. Danke erstmals 
für eure Aufmerksamkeit und hier nun die Messgrößen mit ihren jeweiligen 
Vorgaben:

>> Spannungsmessungen für AC<<

- Drehstromnetz( 50 Hz) Unenn = 400V( +/- 10%) AC( Außenleiterspannung), 
hieraus folgt Upeak = 630V AC
- Hier zum A/D-Wandler, NI PCI-6259 - 16 bit, 1 MS/s (Mehrkanal), 1,25 
MS/s (Einkanal), 32 Analogeingänge - National Instruments
- Maximale Bandbreite des A/D-Wandler ist 1MHz

Meine Vorschläge wären:

-AC/AC Konverter von Upeak 630V AC zu 10V AC mittels eines Übertrager, 
nur leider finde ich wirklich keinen oder verstehe manchmal die 
Datenblätter bzgl. der Frequenzweite nicht.
-Erste Halbwelle der Sinusspannung messen, mittels eines 
Einweggleichrichters und diese dann über einen DC/AC Konverter von Upeak 
630V DC zu +10V AC und -10V AC formen.
-Mittels Spannungsteiler die Spannung Upeak von 630V AC auf 10V AC 
runter stellen und dann über einen AC/AC Konverter mit 1:1 Übertrager zu 
10V AC wandeln.

Durch meine suche habe ich folgende Bauteile gefunden( weiß aber nicht 
ob sie zu etwas taugen):

http://mhf-e.desy.de/sites/site_mhf-e/content/e5/e84/e86/infoboxContent87/Datenblatt_Vers%5B1%5D.1.0,70kV-Isolier-bertrager.pdf
https://www.distrelec.de/smd-%C3%BCbertrager-320-uh/epcos/b82801b0324a040/351285
http://www.spulen.com/shop/product_info.php?products_id=112
http://uk.rs-online.com/web/p/current-transformers/7157027/

Da mir nun wirklich nichts mehr einfällt und ich beim ganzen suchen im 
Internet bis jetzt nichts konstruktives gefunden habe, wäre ich 
glücklich falls jemand die Bauteile findet und vielleicht mir auch eine 
Schaltung zeigt, damit ich diesen dann auch verstehen kann.

Gruß
Ilias

von Steven (. (ovular) Benutzerseite


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Also ich verstehe zwar nicht genau was Du vorhast, aber ich nehme mal 
an, dass Du einfach 400VAC 50Hz in dein ADC bekommen willst.

Alle Spulen die Du verlinkt hast, bis auf die von spulen.com sind zur 
Strommessung.
Der Umformer von spulen.com ist gar nicht mal so schlecht. Nur ist das 
Verhältnis von 20:1 etwas klein. Das wären mehr als 30V peak.

Denkbar wäre für 50Hz auch sowas:
http://www.conrad.de/ce/de/product/122800/Weigel-V1U-23-400-V-AC-4-20-MA-Messumformer-fuer-Hutschienenmontage-400-VAC-auf-4-20-mA
oder:
http://www.ime-messgeraete.de/ime-d-nt-pdf/NT547.pdf
Weitere derartige Gerätchen heissen Messumformer.

Ansonsten kannst Du auch einen Umformer selbst wickeln...

Gruß Steven

von Ilias A. (energiestudent)


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Erstmals danke und leider melde ich mich etwas spät.
Ich soll mir überlegen wie ich zwischen 2 Phasen( also 
Außenleiterspannung) die Spannung messen kann. Hierfür soll ich mir 
einen Übertrager suchen, dabei sollte es eine große Bandbreite(bzw. 
Arbeitsfrequenz oder Messbereichsfrequenz z. B. 20 Hz - 500 kHz) 
besitzen. Es existieren Oberwellen, die wiederum schnell erfasst werden 
sollte bei Drehstrom. Denn der Strom bzw. Spannung der Schaltung ändert 
sich in Echtzeit mit Abhängigkeit vom Netz. D.h. es wird versucht durch 
das lineare verhalten vom Übertrager mit hohen Frequenzen, höhere 
Harmonische(z. B. die 101. Harmonische) Sinus-Spannungskurve zu 
bestimmen. Das sollte wohl auch schnell in Echtzeit erfasst werden. Die 
Spannung sollte demnach echt galvanisch getrennt und zum ADC gesendet 
werden.
Also Eingang wäre zu erwarten:
- 400 V( Sinus Spannung Effektiv) AC mit +/- 10%
- Gehen auch von meinem momentanen Kenntnisstand aus, das 50 Hz 
vorliegen

Und Ausgang ist zu wünschen:
- -10 V bis +10 V zum ADC

Gruß Ilias und danke nochmals für die Aufmerksamkeit

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