Transducer có nhi m v đo đi n áp, dòng đi n, h s công su t và đi n n ng tiêu th c a t i.
53
54
Kh i transducer s d ng vi m ch ADE7758 c a hưng Analog Devices
i n áp γ pha: pha1, phaβ, phaγ qua các c u chia áp (R1,VR1,R9,C2), (R2,VR2,R10,C3), (R3,VR3,R11,C4) đ a vào các chân VAP, VBP, VCP c a ADE7758.
Dòng đi n γ pha qua các Current Transformer (CT) n i vào Jack J3, các c p đi n tr song song: (R51,R54), (R3,R55), (R52,R56) l n l t là Rburden cho t ng pha. i n áp trên
Rburden s t l v i dòng đi n ch y qua CT, đi n áp này qua các c u chia áp đ a vào
ADE7758
4.4.8.1 S đ kh i c a ADE7758:
Hình 34:S đ kh i c a ADE7758
M t s đ c đi m chính c a ADE7758
o đi n n ng tiêu th γ pha v i đ chính xác cao(<0.β%) o đ c đi n n ng h u công, vô công và bi u ki n
Hai l i ra xung cho công su t h u công,công su t vô công ho c bi u ki n Có b PGA cho m i l i vào dòng đi nvà đi n áp
i n áp tham chi u β.42V v i đ trôi nh γ0ppm/oC
Ngu n nuôi đ n 5V, công su t tiêu th th p, kho ng 70 mW
4.4.8.2 Nguyên lỦ ho t đ ng:
ADE7758 là m t vi m ch khá ph c t p, trong khuôn kh lu n v n này em xin trình bày m t s kh i ch c n ng chính.
55
Các l i vào t ng t :
ADE7758 có 6 l i vào dòng và áp cho γ pha.
L i vào dòng đi n là γ c p vi sai (IAP,IAN), (IBP,IBN), (ICP,ICN), đi n áp vào t i đa v i m i kênh dòng đi n là ±500 mV. M i l i vào dòng đi n có 1 b PGA v i các h s khu ch đ i l a ch n đ c là 1, β ho c 4.
Ba l i vào đi n áp VAP, VBP và VCP, c ng nh l i vào dòng đi n, đi n áp t i đa vào m i kênh đi n áp là ±500 mV. M i l i vào đi n áp c ng có 1 b PGA v i các h s khu ch đ i l a ch n đ c là 1, β ho c 4.
Nguyên t c đo dòng đi n hi u d ng
Ta ch xét nguyên t c đo dòng c a pha A, các pha B và pha C hoàn toàn t ng t
pha A.
Hình 35:Kh i đo dòng đi n hi u d ng trong ADE7758
Dòng đi n qua CT t l v i đi n áp trên Rburden , đi n áp này đ a vào kênh vi sai c a ADE7758, qua b PGA r i vào ADC, giá tr ADC đ c bình ph ng r i qua b l c thông th p LPFγ sau đó đ c bù offset b ng thanh ghi 1β bit AIRMSOS, sau đól y c n b c β r i đ a vào thanh ghi β4 bit AIRMS. Giá tr thanh ghi AIRMS t l v i dòng đi n qua CT. quy đ i ra giá tr dòng đi n th c v i hai s sau d u ph y c n chia cho m t h s c n ch nh, h s này thu đ c b ng th c nghi m là 70.
Bù offset cho kh i đo dòng đi n hi u d ng IRMS
ADE7758 có s n γ thanh ghi bù offset cho dòng đi n AIRMSOS, BIRMSOS, CIRMSOS đ bù offset cho γ pha A, B, C t ng ng. Giá tr m c đ nh c a các thanh ghi
này là 0. ây là các thanh ghi có d u 1β bit, nó có th nh n các giá tr âm ho c d ng đ có th bù cho offset âm ho c d ng.
N u IRMS0 là giá tr thu đ c khi ch a bù offset thì giá tr IRMS sau khi đư bù offset đ c tính theo công th c sau:
IRMS = (IRMS02 +16384*IRMSOS)1/2
Nguyên t c đo đi n áp hi u d ng
Ta ch xét nguyên t c đo đi n áp c a pha A, các pha B và pha C hoàn toàn t ng t pha A
56
Hình 36:Kh i đo đi n áp hi u d ng trong ADE7758
i n áp pha A qua c u chia đi n th đ a vào VAP c a ADE7758, qua b PGA r i
vào ADC, l i ra ADC sau khi qua b l c thông th p LPF1 đ c bình ph ng, qua LPFγ, l y c n b c β r i đ c bù offset b ng thanh ghi 1β bit VRMSOS, sau đó đ a vào thanh ghi β4 bit AVRMS. Giá tr thanh ghi AVRMS t l v i đi n áp l i vào. quy đ i ra giá tr đi n áp th c v i hai s sau d u ph y c n chia cho m t h s c n ch nh, h s này thu đ c b ng th c nghi m là 56.
Bù offset cho kh i đo đi n áp hi u d ng VRMS
ADE7758 có s n γ thanh ghi bù offset cho đi n áp AVRMSOS, BVRMSOS, CVRMSOS đ bù offset cho γ pha A, B, C t ng ng. Giá tr m c đ nh c a các thanh ghi này là 0. ây là các thanh ghi có d u 1β bit, nó có th nh n các giá tr âm ho c d ng đ có th bù cho offset âm ho c d ng.
N u VRMS0 là giá tr thu đ c khi ch a bù offset thì giá tr VRMS sau khi đư bù offset
đ c tính theo công th c sau:
VRMS = VRMS0 + 64*VRMSOS
Nguyên t c đo đi n n ng h u công
Ta ch xét nguyên t c đo đi n n ng h u công c a pha A, các pha B và pha C hoàn toàn t ng t pha A.
57
Hình 37:Kh i đo đi n n ng h u công trong ADE7758
Tích s c a đi n áp qua b bù pha b ng thanh ghi 7 bit PHCAL và dòng đi n sau b HPF đ c đ a qua b l c LPFβ sau đó đ c bù offset b ng thanh ghi 1β bit AWTTOS, qua các b nhân chia tuy n tính AWG, WDIV r i đ c c ng thích l y vào
thanh ghi 16 bit AWATTHR. Giá tr c a thanh ghi AWATTHR t l v i đi n n ng h u công c a pha A sau m t th i gian tích l y, sau khi đ c thanh ghi này giá tr c a nó t đ ng reset v 0 đ ph c v cho quá trình tích l y ti p theo. V i các l i vào dòng và áp giá tr t i h n 500mV thì thanh ghi AWATTHR có th tích l y t i đa trong th i gian 5β0ms, do đó đ gi m sai s c a phép đo ta ph i đ c thanh ghi AWATTHR v i chu k nh h n 5β0ms.
Mu n quy ra đi n n ng tiêu th theo kWh v i hai s sau d u ph y ta ph i l y giá tr thanh ghi AWATTHR chia cho m t h s c n ch nh, h s này thu đ c b ng th c nghi m là
12500.
Nguyên t c đo đi n n ng vô công
Ta ch xét nguyên t c đo đi n n ng vô công c a pha A, các pha B và pha C hoàn toàn t ng t pha A.
58
Hình 38: Kh i đo đi n n ng vô công trong ADE7758
Tích s c a đi n áp qua b bù pha b ng thanh ghi 7 bit PHCAL và dòng đi n sau b HPF, b d ch pha /β đ c đ a qua b l c LPFβ sau đó đ c bù offset b ng thanh ghi 1β bit VAROS, qua các b nhân chia tuy n tính VARG, VARDIV r i đ c c ng thích l y vào thanh ghi 16 bit AVARHR. Giá tr c a thanh ghi AVARHR t l v i đi n n ng vô công c a pha A trong th i gian tích l y, sau khi đ c thanh ghi này giá tr c a nó t đ ng reset v 0 đ ph c v cho quá trình tích l y ti p theo. V i các l i vào dòng và áp giá tr t i h n 500mV thì thanh ghi AVARHR có th tích l y t i đa trong th i gian 5β0ms, do đó đ gi m sai s c a phép đo ta ph i đ c thanh ghi AVARHR v i chu k nh h n 5β0ms.
Nguyên t c đo đi n n ng bi u ki n
Ta ch xét nguyên t c đo đi n n ng bi u ki n c a pha A, các pha B và pha C hoàn
toàn t ng t pha A.
59
Tích s c a đi n áp hi u d ng VRMS và dòng đi n hi u d ng IRMS sau khi qua
LPF2 đ c nhân chia tuy n tính b ng thanh ghi VAG, VADIV sau đó đ c c ng thích l y vào thanh ghi 16 bit AVAHR. Giá tr c a thanh ghi AVAHR t l v i đi n n ng h u công c a pha A trong th i gian tích l y, sau khi đ c thanh ghi này giá tr c a nó t đ ng reset v 0 đ ph c v cho quá trình tích l y ti p theo. V i các l i vào dòng và áp giá tr t i h n 500mV thì thanh ghi AVAHR có th tích l y t i đa trong th i gian 5β0ms, do đó đ gi m sai s c a phép đo ta ph i đ c thanh ghi AVAHR v i chu k nh h n 5β0ms.
Nguyên t c đo h s công su t
B n thân Chip ADE7758 không có modul đo h s công su t. C n c vào gi n đ công su tta có th tính gián ti p h s công su t b ng th ng s gi a công su t h u công và công su t bi u ki n.
Hình 40:Ải n đ liên h gi a n ng l ng h u công, vô công và bi u ki n
H s công su t: Cos = Công su t h u công/Công su t bi u ki n
Trong cùng m t th i gian tích l y thì:
i n n ng h u công/ i n n ng bi u ki n = Công su t h u công/Công su t bi u ki n
Do đó :
60