Hjälp med stor strömsignalförstärkning (4-20mA t. -10-10A)

[Ikluv]

EDIT: Jag blev onödigt rörig i mitt försök att förklara mitt problem. Se hellre senare inlägg för att få en bild av vad problemet handlar om!

Hej.

Sitter och klurar på ett litet problem. Jag vill kunna använda ett analogt styrsystemkort (4-20mA alt 0-10V) för att styra en strömsignal på 10A AC med avseende på såväl amplitud som frekvens (frekvensen är runt 50 hz). Jag har hittat ett kort som kan simulera en sinusvåg som jag tror är tillräckligt bra, men då jag inte är så elektronikkunnig har jag kört rejält fast vid att få upp denna signal till nivåer runt 10A.

I mina ögon verkar den troligaste lösningen vara att använda mig av en darlingtontransistor. Har kikat på MJ 11032G, som har tillräckligt hög kollektorström. Någon som kan avgöra om det är en möjlig lösning, eller kommer den mättas för lätt?

Skulle också uppskatta om någon hade någon idé på hur man kan få en "ren" sinus av det hela. Användandet av transistorn ovan skulle ju ge strömvärden på exempelvis upp till 5-25A (vid 4-20mA med 1250ggr förstärkning). Kan man få ner det till -10-10 A på något smidigt sätt?

(vet inte om jag placerade tråden i rätt forum. I annat fall hoppas jag ni har förståelse för en forumnybörjare )

[psynoise]

Hej.

Vill man ha låg distorsion är effektförstärkare ämnade audio bra. Finns flera kommersiella integrerade kretsar som endast kräver ett fåtal externa komponenter. Se t.ex Farnells sortiment

http://se.farnell.com/audio-amplifiers

Den angivna effekten för audiosignal stämmer inte överrens för sinusvåg då dessa har olika toppfaktor (en. crest factor). Värmen blir betydligt värre för sinus men har man tur står detta i databladet.

[Icecap]

Att förstärka strömmen så att den kan ge 10A är knappast ett problem, problemet är att det efterfrågas AC. En AC-ström varierar ju i sakens natur varför det kommer att kräva en del elektronik för att mäta strömmen på ett tillförlitligt sätt.

Men om du menar att de 4-20mA/0-10V ska kunde styra amplituden på ett AC-signal och att det ska kunde driva minst 10A är saken ganska annorlunda.

[prototypen]

En vanlig frekvensomformare för motordrifter (inverter), Styrsignal 4-20 mA är nog inget problem som insignal.

Protte

[Ikluv]

Härligt med många snabba svar

Jag kör svaren i ordning:

Psynoice: Jag har kollat runt lite bland effektförstärkarna, men vad jag kan se är det ingen modell som kan ge upp till 20A ut, även om de verkar kunna hantera en hel del effekt. Jag kanske förstår funktionen fel? :/

Icecap: Tyvärr räcker det inte att låta signalen enbart styra amplitud, då samma signal också behöver kunna styra frekvens. Variationen är tänkt att komma direkt från styrsystemet. Det blir ingen ren sinus, eftersom styrsystemet kan ge ungefär 20 värden per period vid 50Hz, men det här är enda alternativet jag kan komma på för att samtidigt kunna styra både amplitud och frekvens med samma signal... Idén är alltså att ha en styrsignal från det analoga kortet som varieras i samma frekvens som önskad utsignal.

Prototypen: Problemet med en omformare är att den analoga insignalen endast är till för frekvensstyrning. Jag behöver använda styrsignalen till simultan styrning av både amplitud och frekvens.

Tack för era svar. Hoppas det kommer fler

[Icecap]

Då har du lyckats beskriva vad du söker på ett extremt dåligt sätt! Du begär AC men sedan beskriver du det som DC med snabba variationer.

Skulle du kanske förtydliga och vara exakt i din beskrivning?
Tips: AC är inte det samma som varierande DC!
* Ska du ha AC eller varierande DC?
Om vi utgår ifrån DC i resten:
* Vilka spänningar kan behövas för att driva 10A?
* Vilken frekvens är den högsta som insignalen varierar med?

Om det bara är en varierande DC-strömförstärkning är det enkel match.

[TomasL]

EN liten överföringsfunktion är också nödvändig, hur skall amplituden ändras med strömmen och hur skall frekvensen ändras med strömmen.

[Icecap]

Nja... ska det vara en strömförstärkare ska man egentligen bara veta maximal spänning den ska kunde ge ut, resten är bara en styrd konstantströmsgenerator.

[TomasL]

Jo, men utfrekvens och amplitud skall ju tydligen vara beroende på strömmen, så det är svårt att veta hur utsignalen skall bero på insignalen.
Ligger de i sekvens (dvs skall amplituden öka först och sedan frekvensen, eller vice versa eller skall frekvensen minska när ampliduden ökar osv) eller parallellt

[Icecap]

Som jag förstår TS extremt dåliga beskrivning är det själva styrsignalen som varierar och denna variation ska förstärkas helt enkelt. Men det är så sant: usel beskrivning, jag skulle tro att det hela egentligen är synnerligt enkelt i grunden, bara synd att TS inte kan beskriva vad som önskas.

[psynoise]

Ett tips är beskriva in och utsignaler samt hur dessa beror på varandra. Försök även att använda korrekta ord som växelspänning/-ström, varierande likspänning/-ström, ström-/spänningsförstärkning, moment eller medelvärde, ...

Ibland är ordna svårt att fina men en bild borde alla kunna lyckas med. Rita in och utsignal beroende av tiden, rita ut nivåer samt enheter på x och y-axeln. Eftersom frekvens var inblandat rita även en bild över in och utsignal beroende av frekvens. Signalen är antingen en ström, spänning, effekt eller frekvens i de vanligaste kontinuerliga fallen.

[prototypen]

Till mina kära elektronikforumskollegor, med Jimmy Andersson tråden i gott minne så ska vi inte direkt börja hacka och pekfingervisa en ny medlem. Att h*n inte kan skilja på AC o DC, ström och spänning är utmärkande för nybörjare och forumets uppgift att förändra. Att direkt efter ett inlägg använda ord som "extremt dålig" gör att den nya medlemmen kan känna sig extremt dålig.

.

Prototypen: Problemet med en omformare är att den analoga insignalen endast är till för frekvensstyrning. Jag behöver använda styrsignalen till simultan styrning av både amplitud och frekvens.

Tack för era svar. Hoppas det kommer fler

Till Ikluv.
Tänk på att de som varit och tillrättavisat är gamla gubbar (inklusive mig) med mer än 30 år i elektroniken.

Sedan så måste frekvensomriktare sänka spänningen vid motordrift för att inte mätta järnet i motorn. Kanske man kan höja inställningen för motorns frekvens för att få proportion mellan frekvens och amplitud upp till minst 60 Hz.

Protte

[Ikluv]

Hm, jag känner mig rätt dum just nu, får jag ju säga

I min beskrivning var jag lite för fixerad för hur jag vill att utsignalens mottagare ska uppfatta situationen, inte hur själva kretsen behöver fungera.
Signalen är tänkt att användas till ett digitalt reläskydds strömingång i syfte att kunna simulera olika driftförhållanden så som olika frekvenser och amplituder. Det var detta som fick mig att yra om amplitud och frekvensbehov...

Ska göra ett nytt försök att beskriva mitt behov. Ja, antagligen finns det en enkel lösning och ja, min första beskrivning var väldigt rörig. Jag är en ren elektroniknybörjare, med enbart fem veckors högskolestudier i ryggen, så försök ha tålamod med mina felsteg.

Insignalen kommer att vara en varierad DC-ström på 4-20 mA som uppdateras varje millisekund.
Jag letar efter någon form av krets som dels ska förstärka insignalen 1250 ggr, dels behöver "förskjuta" amplituden till att kunna ge negativa utströmmar. Alltså: då 1250 ggr förstärkning skulle ge ett spann på 5-25 A skulle jag vilja att min utsignal hade ett spann på -10 - 10 A istället.

Reläskyddets ingångsimpedans är ungefär 0,05 ohm och matas i vanliga fall av en strömtransformator, så jag tänker mig att spänningen på utsignalen inte är relevant, då det är strömvärdet som ingången känner av? (Eller är jag ute och cyklar nu igen? )

Som sagt, försök stå ut med mitt röriga upplägg. Jag är ung och vet inte bättre

Edit: La in en notis om att mitt första inlägg är missvisande och uppdaterade trådnamnet till att passa bättre. Bättre sent än aldrig...

[Nerre]

Är det strömmen du måste variera? Det räcker inte med att variera spänningen och låta strömmen styras av ohms lag (d.v.s. lastens impedans)?

[Ikluv]

Egentligen borde det väl gå att variera spänningen istället. Min spontana tanke var bara att det var enklast att variera strömmen. (alltså ström in - ström ut)

I vilket fall tänker jag mig att man vill ha en resistans i serie med skyddet, så man inte låter skyddets ingångsimpedans stå för hela spänningsfallet. Tänker att det skulle ge en mer tillförlitlig ström, då ingångsimpedansen är såpass låg och inte helt känd (jag kan inte heller mäta den då jag inte har tillgång till själva apparaten).

Jag kan använda mig av ett analogt kort som styr 0-10 V istället för 4-20 mA. Behöver fortfarande få upp effekten på något sätt, då kortet inte kan producera den effekt som skulle behövas för att ge rätt ström. Dessutom kvarstår fortfarande att "flytta" amplituden, så spänningen över lasten kan ge en ström på -10 - 10 A.