TRANSFORMADOR DE CORRENTE

[Pask]

Amigos, adquiri um TC para detectar e medir uma corrente AC com a especificação 20/0,04A. Pelo que eu pude entender, o TC deve fornecer uma corrente de 40mA em seus terminais quando pelo condutor que está dentro dele circular uma corrente de 20A. Se esta relação é assim, para uma corrente de, por exemplo, 170mA, o TC fornecerá uma corrente eficaz de 340uA, certo. Acontece que devido a esses valores muito baixos de correntes que o componente fornece eu estou tendo dificuldades para obter uma boa precisão nas medidas e o erro está acentuado.
Fazendo contato com o fabricante ele me disse que eu devo colocar um resistor de 500 ohms em paralelo com os terminais do TC, pois 20/0,04 = 500, para captar a queda de tensão necessária para efetuar a medida, mas, mesmo assim, não consigo muita precisão.

Alguém já trabalhou com esse tipo de componente para medir corrente alternada e saberia me explicar com mais detalhes?

[Djalma Toledo Rodrigues]

Mas, como vc pretende medir?

Com milivoltimetro?

Ou com ADC de um uC?

De qualquer modo seria o caso de fazer tratamento e amplificar o Sinal,
ou um TC mais adequado.

Dj.

[andre_luis]

Alguém já trabalhou com esse tipo de componente para medir corrente alternada e saberia me explicar com mais detalhes?

É só um transformador com uma relação de espiras muito alta.
A imprecisão talvez se deva á quantidade de ruidos, já que assim como ele amplifica um sinal pequeno, também amplifica o ruido.

coloca um capacitor ceramico em paralelo com o 500R para criar um filtro passa-baixa.

[Pask]

Na verdade, coloquei um capacitor de 10nF em paralelo com o resistor de 500R mas não existe coerência nas medições. Vejam o circuito montado nesta simulação no Isis Proteus que segue em anexo, onde I1 representa a corrente constante produzida pela bobina para uma certa carga, o resistor e o capacitor aparecem em paralelo e R2 representa a resistência interna do multímetro.

[andre_luis]

O filtro formado por 10nF//500R dá uma constante de tempo de ∼5µs, que na pratica não filtra nada.
Aumenta a ordem de grandeza do valor do capacitor para algo tipo 100 vezes, ou mais.

[MOR_AL]

O filtro RC formado começa a atenuar em 32kHz. Nesta frequência, a onda sobre o capacitor encontra-se em 70% do sinal original. Em 320kHz a onda cai para 10% da original.
Claro, que se o núcleo do trafo for de ferro aço-silício, ele não vai seguir esta atenuação, pois foi projetado para 60Hz, podendo ir a um pouco mais.
Para outra frequência use a regra de 3 invertida. Aumenta o capacitor, diminui a frequência de corte.
Observe também, que no seu exemplo com corrente primária de 170mA, esta corrente é inferior em mais de 100 vezes da nominal. A precisão começa a ficar comprometida.
MOR_AL

[Pask]

O circuito como está realmente não funciona. Deve-se retificar e condicionar o sinal usando-se dois AOP's. O primeiro AOP seria usado para amplificar o sinal do TC e o segundo para retificá-lo. Em seguida, este sinal contínuo e amplificado poderia ser aplicado à uma porta ANX de entrada de um conversor AD de um MCU para tratar o sinal via software. Segue um esquema típico.

[MOR_AL]

Pasqual!
1 - Quais são os limites de corrente que você quer medir?
2 - Seu sinal é puramente senoidal, ou possui outra forma de onda? Caso possua, ela é cíclica e conhecida?
3 - Qual é a precisão que você quer obter?
4 - Seu uC é alimentado com que tensão?
5 - O que você já fez com o trafo? Algum circuito? Já testou?

Se você pretende medir baixos níveis de tensão do sinal, este circuito retificador apresenta problemas. Com sinal positivo na entrada, o AO fornece o ganho máximo e a saída vai para a região negativa não linear. O AO demora para sair desta região. O arquivo informa que há outros problemas como Ioffset e Voffset do AO.

MOR_AL

[Pask]

1) Gostaria de medir até uns 20Aac
2) O sinal é senoidal.
3) Uma precisão em torno de 5% já estaria ótima.
4) Ainda não usei um MCU.
5) Apenas coloquei um resistor de carga de 500R em
paralelo com os terminais do TC e medi a tensão em cima do resistor para algumas cargas na rede de 127Vac.

Desculpe não responder mais rápido, mas é que não estou recebendo notificações de respostas deste fórum.

Aguardo você, Moris.

[tcpipchip]

Cara
Neste final de semana folheei algumas revistas
Electronic Design e vi que a Allegro tem a tua
solução.
Um ic que faz isto. Não me pergunte o nome.

[edison]

Mais simples:
Se vc enrolar o condutor no TC altera a relação.
Tipo com 10 espiras o valor medido será de 10 vezes a corrente circulante.
Com 20 espiras será 20X a corrente.........assim por diante.
Eu uso esse "truque" no alicate amperímetro quando a corrente a medir é muito fraca.

[MOR_AL]

Também não estou recebendo retorno das postagens. Darei uma estudada daqui a pouco e retorno.
MOR_AL
Bom.
Vamos lá:
Você quer poder usar até 20A no primário.
Ip = 20A, Is = 40mA, Vs = 20Vrms, Ps = 0,8W

1 - O resistor vai aquecer, então um de 5W de FIO com precisão seria melhor.
2 - Essa tensão é alta para qualquer uC, então teria que colocar um divisor resistivo e não apenas um resistor de 500R para que, retificando, pudesse fornecer Vdd (que deve ser de 5V). Vai depender de você, usar ou não uma tensão de referência para o seu CAD.

Supondo que a mínima corrente de primário seja de 170mA:
Ip = 170mA, Is = 340uA, Vs = 170mV.

1 - Com apenas o resistor de 500R, que não seria a opção, já que para corrente de primário de 20A gerariam 20Vrms, você teria Vs = 170mVrms. Esta tensão já é grande suficiente para que o erro do operacional (corrente e tensão de offset) seja aceitável.
2 - Uma opção seria permanecer com o divisor resistivo do item anterior e escolher um operacional com um circuito mais elaborado que aquele do link que você apresentou.
3 - Outra opção seria, de alguma forma, alterar o ponto do terminal do divisor resistivo para o máximo. Vai depender de suas necessidades.


Qualquer que seja a opção, seu circuito de condicionamento de sinal teria que apresentar as seguintes características:

1 - Um filtro no primeiro estágio. A ordem do filtro vai depender do grau de atenuação desejado para o ruído existente. O tipo também. Se passa baixa, passa faixa ou que atenue tudo que não for 60Hz.
Não bastaria confiar que a programação faça a filtragem, pois sem o filtro, a tensão retificada poderia conter o erro devido ao ruído e saturar os estágios até o uC.
2 - Um estágio retificador de meia onda ou de onda completa.
3 - Um circuito (capacitor?) para manter o valor de pico, que pode ser incorporado ao item 2.
4 - Um circuito controlado pelo uC, que descarregue o capacitor, para preparar para nova medição.

Você deve analisar o que eu apresentei e, baseado em suas necessidades, escolher a opção que melhor atenda.

Caso deseje, poderei lhe auxiliar em mais alguma coisa.
[]'s
MOR_AL

[ELFS]

Só a relação do TC não é o suficiente para se construir um circuito de medição confiável, obtenha do fabricante a classe de exatidão e a resistência/ impedância do mesmo.
De posse destes valores é possível determinar o valor da resistência a ser utilizada como carga para obter uma tensão proporcional a corrente medida.
Valores de carga pequena <10% ou grande >90% saem fora da faixa linear de TC's convencionais. Se possuir uma fonte AC variável poderia levantar a curva do TC.
A classe de exatidão normalmente tem o seguinte formato 0,3C5 0nde 0,3 indica a precisão no caso 0,3%, C é a metodologia utilizada para a medição e 5 indica a tensão de joelho onde o TC começa a saturar. No caso hipotético mostrado acima para 40 mA gerar 5V é necessário uma carga de 125 ohms, valores acima de 125 ohms tendem a saturar o TC.
Ocorrendo saturação a tensão gerada não representa a corrente do TC.
O valor de 5 V esta relacionado com a "potencia" do TC no seu caso se o TC for muito pequeno por ex. 0,3C0,1 teríamos no máximo 100 mV ates da saturação logo o valor máximo da carga seria de 2,5 ohms.
Este é valor mais provável para um TC com a relação informada, dai a necessidade de se utilizar um amplificador para se obter um valor de tensão adequada para alimentar o conversor AD
Neste caso usa o conselho do tcpipchip , a Allegro tem a solução " linear de 0 a 100%".

[brasilma]

Pask, dá uma olhada em sensores de corrente integrados, eles fornecem o sinal já tratado, há vários fabricantes tipo este: www.pololu.com/file/download/ACS714-Dat ... e_id=0J196

Abraços...