Power Electronics

Я использую LTspice IV.
Элемент zoh находится в моей библиотеке функциональных блоков.
http://valvolodin.narod.ru/soft/fblocks.zip

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Да, теперь все заработало, только непонятно ничего.
Без описания, что тут для чего и что выводится на график, для меня это все непонятно.

Блоки zoh используются для выборки амплитудных значений напряжения и токов.
V(v1_peak)/V(ic_peak) - ZC
V(v1_peak)/V(il_peak) - ZL

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Я тут пробую все-таки через формулы на графиках все это рассчитать.
В Микрокапе имею такую картинку:

В схемы я добавил паразитные параметры для L и C. Источник V2 изменяет индуктивность от 7 до 10 мГн.
Здесь индуктивность рассчитывается по формуле: (rms(V(A,C))/rms(I(R2)))/(2*pi*F_V1). Емкость: 1/((rms(V(B,C))/rms(I(R5)))*(2*pi*F_V1)).
Только такой способ нормально заработал - брать RMS (среднеквадратическое) значение текущих напряжений и токов и их использовать в формулах.
Но так определять индуктивность не годится, очень медленно это происходит. Целая секунда на то, чтобы кривая доросла до 10 мГн (и то там чуть меньше), а за вторую секунду она не упала до 7 мГн, а только до 8.

А в LTSpice имею вот такую картинку:

Источник V2 изменяет индуктивность от 7 до 10 мГн
Как я понял, тут нельзя задать функцию RMS, поэтому просто разделил напряжение и ток на 1.414. Но результат вообще никакой, значения L и C получаются и отрицательные и на порядок-два больше заданных в схеме.

Модель LTSpice: https://yadi.sk/d/FLwEjOM7Bm9ovg

Эта задача для практического решения или достаточно решить её в симуляторе?
Т.е. результаты симуляции должны позднее использоваться на практике?

В LTspice можно делать многое.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Да, мне нужно это применить на практике, в реальной схеме.

Я вот думал поставить 2 датчика тока ACS712 (на 5А) - один последовательно с индуктивностью, другой - с емкостью. И один датчик напряжения параллельно контуру.
Эти три измерения потом передать на микроконтроллер (на АЦП), синхронизировать и передать на компьютер по USB. А на ПК уже потом можно делать расчеты параметров этого контура в реальном времени.
Диапазон измерения у ACS712 от -5 А до 5 A. Чувствительность: 185 мВ/А. Маловато, конечно, но ничего другого не нашел.
Вот в симуляторе хотел все это проверить - подходит, не подходит, и потом уже собирать в реале. Т.е. нужно смоделировать такие датчики.

Можно использовать среднее значение. Правда среднее значение от переменного напряжения равно 0. Поэтому надо усреднять абсолютную величину напряжения. А попростому говоря - усреднять выпрямленное напряжение.

А как-же точность 1% или лучше? К тому же на выходе такого датчика будет всеравно сигнал переменного напряжения. Только смещенный в область положительных значений.
Ток можно измерять при помощи шунта. Действующее значение измерять не обязательно, достаточно среднего выпрямленного, которое запросто получается при помощи аналогового выпрямления и обычной фильтрации. Правда фильтрация накладывает некоторые ограничения на быстродействие измерительной схемы.
При необходимости можно усреднять сигнал с помощью какого-то быстрого микроконтроллера.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Пробовал я и так делать: (avg(abs(V(A,C)))/avg(abs(I(R2))))/(2*pi*F_V1), но результат почти один в один с RMS.
Ну, что смог найти из доступного. Это пока просто идея; какой конкретно датчик использовать я еще не знаю. Хочется же калиброванный, чтоб хотя бы он выдавал точные значения. Можно и трансформатор тока на кольце + ОУ. Но его надо калибровать.
ACS712 - это тот же шунт с неплохими параметрами. Может быть, на контур подать более высокое напряжение для повышения тока и чувствительности датчика (задействования всего диапазона от -5 А до 5 A)?
▪ 5 µs output rise time in response to step input current
▪ 50 kHz bandwidth
▪ Total output error 1.5% at TA = 25°C, and 4% at –40°C to 85°C
▪ 1.2 mΩ internal conductor resistance

И хорошо. Зато среднее значение найти гораздо проще, чем действующее. Достаточно суммирования (интегрирования) и не надо ничего возводить в квадрат, делить и извлекать корень.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Меня больше всего беспокоит, что напряжение и ток в цепи индуктивности стабилизируется не сразу, а спустя где-то 100 мс. Это сводит на нет всю идею. Нужна частота выборок не меньше 15 кГц, а это 67 мкс. А за такое время даже в цепи емкости напряжение не успевает стабилизироваться, хотя там оно устаканивается намного быстрее.

Хотя, соотношения напряжения и тока через 3 мкс и через 150 мс практически одинаковые. Так что, может это и не так страшно.

Не получается у меня определить индуктивность катушки.
Сделал генератор синуса с переключающимися частотами, а на 120 Гц и 1 кГц я могу еще проверить прибором Е7-22.



Получается так:
Е7-22 (120 Гц) L = 10.978 мГн, Q = 5.498. Моим генератором (120 Гц): L = 8.910 мГн, Q = 0.006787.
Е7-22 (1 кГц) L = 8.926 мГн, Q = 5.483. Моим генератором (1 кГц): L = 9.146 мГн, Q = 0.05788.
Ну, добротность понятно почему такая низкая, а вот с индуктивностью непонятно. Да и E7-22 показывает разные L.

Проверил самодельным генератором на других частотах:
(2 кГц): L = 8.532 мГн, Q = 0.1066.
(5 кГц): L = 7.453 мГн, Q = 0.2269.
(10 кГц): L = 6.428 мГн, Q = 0.3779.
(15 кГц): L = 6.103 мГн, Q = 0.5275.
(20 кГц): L = 5.961 мГн, Q = 0.6797.
(25 кГц): L = 5.831 мГн, Q = 0.8208.
(30 кГц): L = 5.777 мГн, Q = 0.9662.
Индуктивность понижается с ростом частоты.

В симуляторе я могу задать L и измерять ток через нее, тогда получаю расчетом точное значение, но в реале я не могу измерить ток только через L. Ставлю добавочное сопротивление R9 в 1 кОм, чтоб осциллографом нормально увидеть амплитуду. И еще я не знаю собственную емкость катушки и как ее учитывать. И что делать?

Почему?

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Из-за R9. Получается, что активное сопротивление катушки равно 1000.9 Ом (R8 + R9).

Поэтому все считается не правильно. R9 не надо учитывать.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.