电流互感器量测三相电使用请教?

hau30729

电流互感器量测三相电使用请教? [复制链接]

 

买了一个交流电流互感器，比例是10A:5mA。想要去量测三相电的总功耗，问题如下:
1.需要一个全波或半波整流，将量测到的交流电流转换成直流电流后，再将其用电阻转电压，透过放大电路输出给ADC读取。还是先将电流互感器出来的值，先放大在整流。然后再透过电阻转电压 读ADC?以上设计方向是对的吗?
2.最后三相的功耗计算是P=220V or380V *每相电流?然后再将3组加起来得到总功耗?还是单相计算的值就是总功耗?

maychang

“买了一个交流电流互感器，比例是10A:5mA。想要去量测三相电的总功耗”

测量三相总功耗，应同时测量电压。每相电压与电流相乘再乘以功率因数，三相相加，才是总功耗。

maychang

1.需要一个全波或半波整流，将量测到的交流电流转换成直流电流后，再将其用电阻转电压，透过放大电路输出给ADC读取。还是先将电流互感器出来的值，先放大在整流。

 

不可以先整流，这样会造成很大的误差。

你的电流互感器是很小的仪表用的，如果是比较大的电流互感器，次级开路会爆炸的。

maychang

2.最后三相的功耗计算是P=220V or380V *每相电流?然后再将3组加起来得到总功耗?

 

电压乘电流，不是此相功耗，还要乘以功率因数。

maychang

还是单相计算的值就是总功耗?

 

对三相对称系统，单相测量出来的功率乘以3就是三相功率，因为三相电压电流完全相同。

但对三相不对称系统，必须测量三相(实际上往往是测量两相，因为三相矢量和为零)。

hau30729

maychang 发表于 2020-3-24 17:51 1.需要一个全波或半波整流，将量测到的交流电流转换成直流电流后，再将其用电阻转电压，透过放大电路输出给 ...

这样的意思就是，我应该先把互感器量测的值。先经过放大在进行整流。然后再经过电阻转电压?

待测物是1HP的马达，所以是使用比较小的互感器。

maychang

hau30729 发表于 2020-3-24 18:02 这样的意思就是，我应该先把互感器量测的值。先经过放大在进行整流。然后再经过电阻转电压? 待测物是1 ...

1hp三相电动机，启动电流可能大于10A。如果仅仅是测量启动后稳定运转时的功耗，可以不必考虑启动时的电流，测量稳定运转时的电流即可。

 

maychang

hau30729 发表于 2020-3-24 18:02 这样的意思就是，我应该先把互感器量测的值。先经过放大在进行整流。然后再经过电阻转电压? 待测物是1 ...

“先经过放大在进行整流。然后再经过电阻转电压?”

别整流了。我在2楼和4楼都说过：电流(有效值)乘以电压(有效值)再乘以功率因数，才是功率耗散。

整流之后，电压与电流之间的相位差就丢掉了，找不到了。

maychang

hau30729 发表于 2020-3-24 18:02 这样的意思就是，我应该先把互感器量测的值。先经过放大在进行整流。然后再经过电阻转电压? 待测物是1 ...

不知道你打算用什么东西计算功耗。如果是用单片机，单片机有很多自带ADC的型号，价格也不贵。你要测量的是工频，即使每个周期测量12点，也才每秒600点，单片机内的ADC一般都能够胜任。

单片机ADC测量的是电压，那么你必须先把电流互感器次级电流信号转换成电压，再交单片机ADC，同时单片机ADC还要测量电压互感器次级信号。电流信号和电压信号瞬时值相乘，自动得到功率因数。再对测量到的瞬时功率求平均，是一个工频周期内的平均有功功率。注意：电压信号和电流信号都有负值。

hau30729

maychang 发表于 2020-3-24 18:24 1hp三相电动机，启动电流可能大于10A。如果仅仅是测量启动后稳定运转时的功耗，可以不必考虑启动时的电流 ...

是要测稳定运转后的电流没错。

hau30729

maychang 发表于 2020-3-24 18:33 不知道你打算用什么东西计算功耗。如果是用单片机，单片机有很多自带ADC的型号，价格也不贵。你要测量的 ...

我输出得到的是最大5mA的交流电流，不整流后转成电压后应该也是一个交流电压?这样能够让单片机直接读取吗?

"你必须先把电流互感器次级电流信号转换成电压，再交单片机ADC，同时单片机ADC还要测量电压互感器次级信号"
这边不是很懂。

电流互感器(应该是指我目前要使用的),那电压互感器次级信号指的是?(前面您2楼回复的要同时量测电压，所以我还需要添购一个电压互感器的意思吗?)

如果不另外添购电压互感器，用一个定值(220或380)去进行计算，以您的经验，这有办法评估会跟实际的功耗差异很大吗?

(抱歉...对这方面不懂

maychang

hau30729 发表于 2020-3-24 22:43 是要测稳定运转后的电流没错。

那就不必考虑电动机启动时的电流超出(可能是单片机自带的ADC)量程，但需要保护电路，互感器过载时不能损坏芯片。

maychang

hau30729 发表于 2020-3-24 22:43 maychang 发表于 2020-3-24 18:33 不知道你打算用什么东西计算功耗。如果是用单片机，单片机有很多自带AD ...

我输出得到的是最大5mA的交流电流，不整流后转成电压后应该也是一个交流电压?这样能够让单片机直接读取吗?

 

当然是交流电压。对其加上个直流偏置，让信号总不为负，即可让单片机直接读取。

maychang

hau30729 发表于 2020-3-24 22:43 maychang 发表于 2020-3-24 18:33 不知道你打算用什么东西计算功耗。如果是用单片机，单片机有很多自带AD ...

"你必须先把电流互感器次级电流信号转换成电压，再交单片机ADC，同时单片机ADC还要测量电压互感器次级信号"
这边不是很懂。

 

单片机内自带的ADC只能接受电压信号，不能接受电流信号。所以电流互感器信号必须转换成电压再交给单片机。电压互感器输出本来就是电压，不必转换，直接交给单片机。

maychang

hau30729 发表于 2020-3-24 22:43 maychang 发表于 2020-3-24 18:33 不知道你打算用什么东西计算功耗。如果是用单片机，单片机有很多自带AD ...

前面您2楼回复的要同时量测电压，所以我还需要添购一个电压互感器的意思吗?

 

是的，你必须再买一个电压互感器。

这是对功率测量要求不高的情况，你可以只用一个电流互感器和一个电压互感器，测量单相功率，乘以3即为三相功率。如果功率测量要求精度高，就不能简单测量单相功率再乘以3了。

如果功率测量要求非常低，例如误差60％没关系，你可以不用电压互感器，直接用380V代入，然后功率因数取个差不多的值如0.75代入。

maychang

hau30729 发表于 2020-3-24 22:43 maychang 发表于 2020-3-24 18:33 不知道你打算用什么东西计算功耗。如果是用单片机，单片机有很多自带AD ...

如果不另外添购电压互感器，用一个定值(220或380)去进行计算，以您的经验，这有办法评估会跟实际的功耗差异很大吗?

 

在电动机的负载(电动机所拖动的机械，如车轮等)很轻时，误差可以达到100％以上，空载时误差可能达到300％以上。

三相感应电动机，空转(仅有轴承和风扇的摩擦)电流约为满载电流的三分之一甚至到二分之一，并不是非常小。但此时有功功率很小(功率因数很差)。

hau30729

maychang 发表于 2020-3-25 07:26 如果不另外添购电压互感器，用一个定值(220或380)去进行计算，以您的经验，这有办法评估会跟实际的功耗差 ...

大致上应该理解您所说的了

1.量测两相(对精度有要求下)的电压和电流再乘于功率因素即是我的功耗
2.需将量测后的次相电流放大后再进行直流偏置送入ADC，以方便读取

会再将理解后的电路放上来在麻烦您有空余时间下抽空指导。

maychang

hau30729 发表于 2020-3-25 10:05 大致上应该理解您所说的了 1.量测两相(对精度有要求下)的电压和电流再乘于功率因素即是我的功耗 2.需 ...

需将量测后的次相电流放大后再进行直流偏置送入ADC，以方便读取

 

1、不知道 “次相” 是什么。猜测你是指电流互感器次级，或者叫电流互感器二次绕组。

2、不一定先将电流放大再加直流偏置。在电流互感器次级加直流偏置可能更简单，这样电流-电压转换(即你说的 “放大”)也可以使用单电源。

maychang

hau30729 发表于 2020-3-25 10:05 大致上应该理解您所说的了 1.量测两相(对精度有要求下)的电压和电流再乘于功率因素即是我的功耗 2.需 ...

量测两相(对精度有要求下)的电压和电流再乘于功率因素即是我的功耗

 

对电动机这样的近似平衡系统，测量一相电流电压，计算出功率，乘以3，结果很接近电动机功耗。这样测量(仅测量一相)误差并不太大。和测量电流乘以380V这种作法相比较，误差小得多(直接乘以380V，根本没有考虑功率因数)。

maychang

hau30729 发表于 2020-3-25 10:05 大致上应该理解您所说的了 1.量测两相(对精度有要求下)的电压和电流再乘于功率因素即是我的功耗 2.需 ...

“量测两相(对精度有要求下)的电压和电流再乘于功率因素即是我的功耗'

对感应电动机来说，功率因数不是一个常数。功率因数随电动机负载而变化，在电动机满载时，功率因数一般在0.8或者稍高一些(也可能低一些，小电机往往功率因数比较低)，在电动机空载时，功率因数可能只有0.3甚至更低。