Jump to content

    
Sign in to follow this  
studert

Привязка по фазе к 50 Гц сети

Recommended Posts

Есть цифровой драйвер инвертора, который сейчас тактуется от кварцевого генератора 1.6 МГц. Чтобы увеличить точность измерений в устройстве, необходимо чтобы инвертор работал в фазе с питающе сетью, но тактоваться от 1.6 МГц. То есть нужно умножить сетевую частоту в 32000 раз. Поскольку раньше такие задачи не решал, не знаю в каком направлении копать. Посмотрел на доступные микросхемы ФАПЧ, они все на единицы-сотни мегагерц и не с таким большим коэффициентом умножения или я плохо искал? Насколько сложно выполнить/отладить такую схему на рассыпухе вроде ОУ и стандартной логики?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Есть цифровой драйвер инвертора, который сейчас тактуется от кварцевого генератора 1.6 МГц. Чтобы увеличить точность измерений в устройстве, необходимо чтобы инвертор работал в фазе с питающе сетью, но тактоваться от 1.6 МГц.

Вы что-то не так делаете. В реальных условиях, задача не решается.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Есть цифровой драйвер инвертора, который сейчас тактуется от кварцевого генератора 1.6 МГц. Чтобы увеличить точность измерений в устройстве, необходимо чтобы инвертор работал в фазе с питающе сетью, но тактоваться от 1.6 МГц. То есть нужно умножить сетевую частоту в 32000 раз. Поскольку раньше такие задачи не решал, не знаю в каком направлении копать. Посмотрел на доступные микросхемы ФАПЧ, они все на единицы-сотни мегагерц и не с таким большим коэффициентом умножения или я плохо искал? Насколько сложно выполнить/отладить такую схему на рассыпухе вроде ОУ и стандартной логики?

 

Просто придеться "расдраконить" вопросы устойчивости в обратных связях по хорошей книжке по PLL

Что-то можно для начала просто промоделировать, например на Simulink-е

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Есть цифровой драйвер инвертора, который сейчас тактуется от кварцевого генератора 1.6 МГц. Чтобы увеличить точность измерений в устройстве, необходимо чтобы инвертор работал в фазе с питающе сетью, но тактоваться от 1.6 МГц. То есть нужно умножить сетевую частоту в 32000 раз.

Вы что-то не так делаете. В реальных условиях, задача не решается.

Я бы сказал по-другому: Что-то Вы не то делаете ( в обычном понимании). Что за супер прибор, какую точность и для чего?

Вы переход через ноль с какой точностью собираетесь отловить, прежде чем "множить"? Прикиньте, чему равна разница в одну угловую секунду в определении перехода через ноль в пересчете на импульсы тактового генератора :).

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Да прибор ничего особенного, цифровой ШИМ контроллер, с частотой 1.6 кГц и разрядностью 10 бит. Поскольку все остальное измерительное оборудование привязано к фазе сети, то заказчик хочет избавиться от "помехи" в лице инвертора, то есть чтобы помеха была в фазе. Ну точность мне большая особо не нужна, я думаю сделать медленную обратную связь, чтобы локальные ошибки вычисления фазы хорошо усреднились, лишь бы переключения инвертора происходили в примерно одних и тех же местах сетевого периода.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Да прибор ничего особенного, цифровой ШИМ контроллер, с частотой 1.6 кГц ...чтобы помеха была в фазе.

Вам совсем не то нужно. Надо давить помехи на входе входным фильтром. Либо - если дело в сигнальных цепях - проводах, проложенных параллельно выходу привода, обеспечить нужную экранировку.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ну вопрос что нам нужно далеко не однозначный :) Заказчит далеко не профан - лет 40 уже работает с измерениями и с помехами бороться умеет, да и все остальное оборудывание синхронизуют с сетью не просто так. Одно дело рассуждать, что это не поможет и совсем другое: реализовать и убедиться, что не помогло.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Ну вопрос что нам нужно далеко не однозначный :) Заказчит далеко не профан - лет 40 уже работает с измерениями и с помехами бороться умеет, да и все остальное оборудывание синхронизуют с сетью не просто так. Одно дело рассуждать, что это не поможет и совсем другое: реализовать и убедиться, что не помогло.

Синхронизируйте на здоровье. Только не тактовую же частоту контроллера - это бессмысленно. Важно связать с фазой сети коммутацию силовых ключей.

Другими словами, не умножать надо, а делить.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Только не тактовую же частоту контроллера - это бессмысленно. Важно связать с фазой сети коммутацию силовых ключей.

алгоритм короче

Share this post


Link to post
Share on other sites

Измерёметры заказчика, по-видимому, производят измерение за некоторое число целых периодов сети.

Вы можете попытаться привязать частоту инвертора к частоте сети (какой-нить программный PLL примерно на 32 периода ШИМ - если правильно понял, 1.6 кГц ~= 1.6 МГц/1024, и ШИМ практически аппаратный), но такая привязка неизбежно даст некоторую погрешность в сигнале ШИМ от нестабильности частоты сети.

Играться с частотой ШИМ Вы сможете только за счёт уменьшения его разрядности, н-р, подстраивая порог счётчика ШИМ так, чтобы уложить в период сети целое число периодов ШИМ. Возможно ли и приемлемо ли такое решение в Вашем контроллере, думать Вам.

Share this post


Link to post
Share on other sites

В контроллере не совсем ШИМ, там фазовая модуляция и искажать сигнал (2 меандра со сдвигом фаз) нежелательно, да и частоту можно менять лишь в узких пределах. Если не получится получить 1.6 МГц, буду пробовать переписать программу контроллера, чтобы обойтись 1.6 кГц.

Share this post


Link to post
Share on other sites

попробуйте подгонять частоту Вашего ШИМ путем изменения величины счетчика ШИМ + делать "жесткую подстройку" фазы, если резко что-то изменилось.

я как то нечто похожее делал - контроллер вкл., по 1-му(или 10-му как захочется) перепаду из +в- напряжения сети "запускает" таймеры.

в следующий перепад идет анализ- не слишком ли сильно отличается частота перепадов от 50Гц, например допустимо 10%, если все ок, то частота подстраивается под эти перепады, также, т.к. частота таймеров все равно уползает от сети- суммируется фазовая ошибка, изменяется частота (ФАПЧ), кроме того каждый период, если фаза ушла более, чем например на 1градус, фаза обнуляется с переападом из + в -. и постоянно проверяется наличие помехи- если фаза за период "захотела" резко измениться, те перепад произошел не вовремя- один два(если надо более) периода частота и фаза держится согласно "старой настройке", далее снова пытается поймать ноль фазы, если ноль не удается поймать тк слишком часто идут помехи, контроллер жалобно пикает- "не могу синхронизироваться". фаза(частота) сети в неаварийном режиме не может резко измениться, так что можно задавать изначально "широкие ворота", а потом их сужать.

работало так- ошибка фазы не более 0,5эл.град., ловил синхронизацию при ч-те от 60 до 40Гц, (можно задавать программно), даже при весьма "частых" вводимых помехах в сеть (ложные срабатывания компаратора из + в - были не очень часто) устойчиво работал.

поставьте полосовые фильтры (на 50Гц) на входе компаратора, учтите их фазовый сдвиг в программе.

и не надо синхронизировать тактовую контроллера с сетью.

Share this post


Link to post
Share on other sites
.......Посмотрел на доступные микросхемы ФАПЧ, они все на единицы-сотни мегагерц и не с таким большим коэффициентом умножения или я плохо искал? Насколько сложно выполнить/отладить такую схему на рассыпухе вроде ОУ и стандартной логики?

Делал подобную задачу. см. фрагмент схемы на рис. ниже. Стандартная схема PLL - 25,6кГц частота семплирования АЦП и период ШИМа инвертора, 13 МГц тактирование ШИМа, 50 Гц периодичность измерений и управления. На Ваши частоты ставте свои делители.

post-9440-1303594373_thumb.jpg

Edited by ZVA

Share this post


Link to post
Share on other sites

А нет тут эмбеддерской путаницы меж привязкой к фазе с бессмысленной точностью и простой синхронизацией для устранения биений?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Есть цифровой драйвер инвертора, который сейчас тактуется от кварцевого генератора 1.6 МГц. Чтобы увеличить точность измерений в устройстве, необходимо чтобы инвертор работал в фазе с питающе сетью, но тактоваться от 1.6 МГц. То есть нужно умножить сетевую частоту в 32000 раз. Поскольку раньше такие задачи не решал, не знаю в каком направлении копать. Посмотрел на доступные микросхемы ФАПЧ, они все на единицы-сотни мегагерц и не с таким большим коэффициентом умножения или я плохо искал? Насколько сложно выполнить/отладить такую схему на рассыпухе вроде ОУ и стандартной логики?

Сталкивался с подобной задачей.

Первый раз решал при помощи ФАПЧ - оказалось что схема очень долго входит в синхронизм (что вобщем и ожидалось) и при помехах по сети из него выходит. Пришлось вовлекать в этот процесс контроллер и делать отдельный фильтр на 50 Гц.

Второй раз фильтр оставил, но от ФАПЧ отказался, сделав запуск измерительной части программы от сигнала компаратора плюс программные ворота от таймера, когда он может прийти.

С делителями засада в том, что они накапливают ошибку во время счёта.

Если буду в следующий раз делать, то есть идея применить имеющийся в микроконтроллере АЦП вместо компаратора.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this