#konstruktorelektrykamator #elektryka

Mały raport sytuacyjny.

Byłem ostatnio na robocie gdzie musiałem przewiercić się przez ścianę z bloczka komórkowego, żeby na zewnątrz podłączyć naświetlacz 100W 18500lm.

Jak na złość nie wziąłem żadnego długiego wiertła, więc nici z roboty.

Ale przypomniałem sobie że mam w samochodzie kawałek kwadratowego pręta 14x14mm, na inną robotę.

Ale może i tu się przydać. Szybkie szlifowanko, i gotowe. Wiertło do otworów fi 20mm, wprawdzie montaż do wkrętarki 13mm, ale w suporku to łatwo się wierci.

https://youtube.com/shorts/OT7eAcedo3c

Robię przygotowania do pewnego projektu którego sercem będą te dwa słoiki.

130W w samo żarzenie, i to jednej sztuki.

Układ wymaga pomiaru prądu, wg obliczeń będzie to ok 70A, i co ważne ok 300kHz.

Prąd można zmierzyć na różne sposoby, pierwszy to bezpośrednio, ale mi nie potrzebny amperomierz tylko sygnał do układu. Więc zostają metody pośrednie. Bocznik prądowy? No też nie, bo punkt pomiaru będzie na bardzo wysokim potencjale elektrycznym, i to zmiennym. Więc zostają metody pośrednie z izolacją. Czyli przekładnik prądowy lub pradowo-napieciowy. I ta druga opcja mi się bardziej podoba, bo akurat potrzebuje sygnału napięciowego. Może hall jak w miernikach cegowych? No ciężko będzie miał przy 300kHz. To może zwykły przekładnik, w końcu to AC więc nie musi być hall tylko zwykły przekładnik z cewką na rdzeniu. No mogłoby to być. Tylko trzeba by znaleźć rdzeń który wydoli przy 300kHz i nie nasyci się przy 70A. To są w ogóle jakieś rozwiązania pozbawione tych wad?

Są, ale mają inne swoje wady.

Jednym z nich jest cewka Rogowskiego. Jest to po prostu kupa drutu zwinięta podobnie do struny gitarowej, i taką spiralą oplatamy przewód który chcemy opomiarowac i gotowe. Brak rdzenia więc brak jego nasycenia czyli szybka reakcja, możliwość pracy z wysokimi częstotliwościami. Ale za tą zaletę płacimy inną wadą. Przy niskich częstotliwościach (typu 50Hz) poziom napięcia wyjściowego jest bardzo mały, i wymaga aktywnego wzmacniacza.

Ale przy 300kHz nas to nie obchodzi. Już przy 60kHz nas to nie obchodzi.

Na kolejnym zdjęciu widać dwa elementy pomiarowe dla przebiegu prądu. Na bliższym planie jest cewka Rogowskiego, nawinięta na kawałku żyły 2,5mm², drutem pochodzącym z przekaźnika samochodowego. Czas produkcji? Jakieś 100s.

A na drugim planie kawałek skręconego srebrnego w kolorze drutu. Jest to drut oporowy chromoniklowy. Ten ma ok 300mΩ. Więc łatwo policzyć jakie prądy płynęły. Jaki jest wzór na prawo Ohma?

To jaką wadą płacimy za łatwość i szybkość wykonania cewki Rogowskiego?

A no taką że napięcie wyjściowe jest przesunięte o 90° względem badanego prądu (przy założeniu sygnału sinusoidalnego). Widać to na ostatnim zdjęciu. Napięcie wyindukowane na zaciskach jest zależne od ∆I/∆t. Czyli zmiana prądu w czasie. Jeśli prąd rośnie, to i napięcie jakieś będzie, ale gdy prąd osiąga szczyt wykresu to w jakimś ułamku sekundy prąd się nie zmienił (styczna do wykresu jest pozioma)więc brak ∆I to i napięcie wyindukowane będzie ca. 0.

Ogólnie przebiegi na zdjęciu nie są idealnie zsynchronizowane, prawdopodobnie wynika to z pojemności pasożytniczych.

(Errata, przesunięcie też może wynikać z tego że cewka została nawinięta na kawałek żyły z miedzią w środku. Miedź jest diamagnetykiem, ale może wpływać na odczyt)

Taka mała, nawinięta na szybko cewka tak ładnie działa, i to przy tak małych prądach i 5x mniejszej częstotliwości to daje nadzieję na łatwość wykonania docelowej.

Aaa, i co z tym przesunięciem o 90°.

W docelowym układzie może się okazać że będzie to pożyteczne, bo robiąc mały przesuwnik fazowy RC albo LC będę mógł łatwo i dokładnie ustawić kąt przesunięcia. A że i tak sygnał ma trafić na przerzutnik Shmitta to wymagane będzie przyspieszenie przebiegu o kilkanaście stopni. Więc już nie 90 a jakieś np 70° trzeba przesunąć.

Jutro bądź pojutrze kolejny raport, bo jest o czym pisać.