Leistungssteller mit SSRs ...Erfahrungen ?

[FUEL4EP]

@klassisch: Danke für Deine Ausführungen.

Im Fazit liegen wir noch auseinander.

Um meine Herangehensweise und mein Fazit verständlicher zu machen, werde ich statt der verbalen Beschreibung Zeichnungen und mathematische Formeln aufbereiten. Das dauert nur ein paar Tage bis ich dazu kommen werde ..

Dann können wir den Diskurs neu starten und suchen, wo und warum wir auseinanderliegen.

Ich melde mich dann wieder, wenn ich etwas habe, was dann hoffentlich eindeutiger und vielleicht auch verständlicher sein wird.

[klassisch]

Ja, tue das, ich lerne immer gerne dazu, und das ist schließlich eine interessante praxisnahe Denksportaufgabe.
Vielleicht ist es einfacher, die Sache in einem Simulationsprogramm, notfalls in XLS zu berechnen
1. Weil so eine Puls-Pausenmodulation abschnittsweise definiert ist
2. Wir dann vielleicht dem Geheimnis der Thyristor / IGBT Schaltung näher kommen. Also in etwa: Wann muß der IGBT ein bzw ausschalten, damit man in der Saldierung zu keinem Zeitpunkt in den Bezugsbereich kommt. Und was muß die Ansteuerung dazu wissen.

Bis wir was Gegenteiliges wissen, können wir ja von einer Implementierung ausgehen, die der Physik folgt.

[funkleuchtturm]

... auch Andere haben über das Thema schon nachgedacht: https://www.mikrocontroller.net/topic/511677 .

In der steinalten Welt der Analogrechner hat man so ein Problem gelöst, indem man das Spannungssignal u(t) mit dem Stromsignal I(t) mit einem analogen Multiplizierer zum Leistungssignal P(t) verrechnet hat. Aus dem Signal P(t) wurde dann mit einem Tiefpass ( z.B. 1Hz) die Wirkleistung berechnet.
Diesen Prozess kann man heute mit einem Mikrocontroller nachbilden, indem man die Signale U(t) und I(t) abtastet, multipliziert und den gleitenden Mittelwert über z.B. eine Sekunde bildet.
Überträgt man diesen Lösungsweg auf unseren Stromzähler, dann müßte die Netzfrequenz (50Hz entsprechend 20ms) mit mindestens der 10fachen besser noch der 20fachen Frequenz also 1000Hz(1ms) abgetastet werden. Verwendet man beispielsweise dafür 10bit-AD-Wandler dann wären das bei 6 Analogwerten (3 Phasen Strom und Spannung ) insgesamt also 6000 Abtastungen pro Sekunde. Dazu kommt dann die Multiplikation in Echtzeit und die Mittelwertbildung.
Mit den heutigen Controllern kann man das ganz gut machen, es ist aber schon sportlich. Bedenkt man aber, daß die digitalen Stromzähler schon mehr als 10 Jahre auf dem Markt sind, dann vermute ich, daß diese anders funktionieren.

Denkbar ist, daß man Strom und Spannung gleich als trueRMS-Mittelwerte z.B. über 1sec misst und dann diese Mittelwerte multipliziert. Ergebnis ist daraus nicht mehr die Wirkleistung, sondern die Scheinleistung. Um daraus die Wirkleistung zu berechnen (und nur die wird angezeigt bzw. ist für den Stromkunden relevant) kann man mit einfachen elektronischen Mitteln den Phasenwinkel zwischen Strom und Spannung messen und daraus den cos phi berechnen. Die Wirkleistung ist dann Scheinleistung mal cos phi.

Da das alles "Oberlehrer-Theorie" ist, werde ich in nächster Zeit dazu einige Versuche machen.
... aber vielleicht ist jemand in der HM-Gemeinde, der nicht spekuliert wie ich, sondern wirklich weiß, wie der Stromzähler mittelt.

[FUEL4EP]

Hier ist eine gute Beschreibung der Messverfahren eines beispielhaften saldierenden Zweirichtungszählers zu finden. Zur Messperiode ist die Aussage:

Interessant ist auch diese Beschreibung. Da steht zum Messintervall:

Messintervall_2.png (18.65 KiB) 1019 mal betrachtet

Daraus schließe ich, dass die Normen, die leider kostenpflichtig sind, hier Freiheiten erlauben. Hat jemand Zugriff auf die Normen:
EN 50470-Reihe
IEC 62052-11
IEC 62053-21
IEC 62053-23

[FF984]

Hallo,

ich habe mal beim Hersteller für meinen Zähler nachgefragt,
Antwort sh.u.
Wer kann mir jetzt sagen ob das dann mit dem Wellenpaket funktioniert?

"ein EasyMeter Drehstromzähler der Reihen Q3A, Q3M oder T3M ermittelt die Energie in 1 Sek (1000 ms) Intervallen. Die Energiemesswerte der Einzelphasen werden dabei miteinander verrechnet (saldierender Zähler), das Gesamtergebnis dann je nach Vorzeichen auf die zugehörigen Energieregister inkrementiert.
Die interne Abtastrate der ADCs liegt bei 500kHz um auch nicht-sinusförmige Messgrößen bis über 150kHz sicher und richtig erfassen zu können."

Danke VG Fabian

[klassisch]

"ein EasyMeter Drehstromzähler der Reihen Q3A, Q3M oder T3M ermittelt die Energie in 1 Sek (1000 ms) Intervallen.

Wenn die damit meinen, daß innerhalb dieser 1 Sekunden Intervallen gemittelt bzw. kumuliert wird und Deine Puls-Pausensequenz N mal in dieses Intervall passt, dann sollte das funktionieren.

Ich würde das so interpretieren: Die Scheinleistung (U(t) * I(t) wird über diese Sekunde kumuliert. Mathematisch korrekt müßte die Zeit ebenfalls ein ganzzahliges Vielfaches der Periodenzeit sein (was bei der stabilen Netzfrequenz praktisch genau genug gegeben ist). Und nach dieser Sekunde zeigt sich dann, ob "unterm Strich" Energie rein- oder rausgeflossen ist. Das ist dann der Schluß von Scheinleistung auf Wirkleistung.
Wenn nur Blindleistung hin- und herfließt, dann ist nach dieser Mittelungszeit der Energiezuwachs Delta E = 0.
Innerhalb dieser Sekunde schwankt in diesem Fall die Scheinleistung (U(t) * I(t)) in Betrag und Vorzeichen (entspricht der Stromfluß-Richtung). Bei reiner Blindleistung sind wir nach der Sekunde wieder bei 0 mit der kumulierten Energie. Ist aber auch Wirkleistung dabei, dann bleibt nach der Sekunde die Wirkenerie übrig.

[FF984]

Hallo,

ich hab da nochmal genauer nachgefragt, da ich davon ausging das Messintervall sei synchron zur Netzfrequenz. Dem ist aber scheinbar nicht so.. anbei die Antwort:

"nein, das Messintervall ist NICHT mit der Netzfrequenz synchronisiert – diese würde auch zu stark schwanken. Das Messintervall wird durch einen internen hoch präzisen und mit sehr geringer Drift ausgelegten Zeitgeber bestimmt. Die sehr genau bestimmte Sekunde ist damit auch die Zeitbasis für die Berechnung von Energie.

Die Spannungs- und Stromerfassung kann dabei zu einem beliebigen Punkt auf der Spannungs- oder Stromkurve stattfinden. Der Bezug zur Zeitbasis und nicht zur Netzfrequenz sorgt für die richtige Berechnung.“

VG Fabian

[funkleuchtturm]

.. ich habe diesen Thyristorsteller bestellt. Damit werde ich sowohl Phasenanschnitt- als auch Impulsgruppenbetrieb ausprobieren.
... alles andere ist Spekulation

Ich hab mal versucht, in den Unmengen der für Stromzähler gültigen Normen, Vorschriften und Hinweisen was Genaueres zu dem Thema zu erfahren >> hoffnungslos!
Wahrscheinlich dienen die Normen (wie so oft) nur zur Abwehr von Konkurrenz-Anbietern für Stromzähler aus dem Ausland.

[FF984]

.. ich habe diesen Thyristorsteller bestellt. Damit werde ich sowohl Phasenanschnitt- als auch Impulsgruppenbetrieb ausprobieren.
... alles andere ist Spekulation :mrgreen

Genau diesen Leistungssteller wollte ich auch erst bestellen nur dann hab ich dazu folgendes gelesen:

Die Thyristorsteuerung schaltet oder verhindert jeweils in einer Sekunde, sprich ein Schwingungspaket dauert genau 1 Sekunde.
Da die Schaltung dazu Netzsynchron ist, da ja immer nur im Nulldurchgang geschaltet wird, wird das "abrechnungstechnisch"
schwierig bin ich der Meinung (zumindest mit meinem Stromzähler).

[funkleuchtturm]

Die Thyristorsteuerung schaltet oder verhindert jeweils in einer Sekunde, sprich ein Schwingungspaket dauert genau 1 Sekunde.

Vielleicht weiß der Hersteller des Leistungsstellers mehr Details vom digitalen Stromzähler und hat bewusst die Paketsteuerung auf 50 Perioden bzw. 1sec ausgelegt
Damit könnte man dann die Leistung in 50 Stufen steuern, was sicher für meine Anwendung mehr als genug Auflösung wäre.
Wenn es nicht klappt, dann nehme ich halt die Phasenanschnittsteuerung. Damit würde ich dann eine Phase (1,5kW) stufenlos steuern und die beiden anderen Phasen ( 2x 1,5kW) so zuschalten, daß insgesamt ein stufenloser Betrieb zwischen 0 und 4,5kW möglich ist.