Лабораторный электролизер

Добрый день. Пожалуйста помогите решить проблему, очень сильно нужно.

Имеется лабораторный электролизер, постоянный ток, в качестве источника питания используется UNIV-100A/12В (высокочастотный инверторный источник питания, выпрямитель, источник тока/напряжения):
Напряжение питающей сети: однофазное; 220В ±10%; 50Гц
Номинальный выходной ток: 100А
Номинальное выходное напряжение: 12В

Система управления установкой построена на базе ПЛК от ОВЕН, на ПК выводится SCADA, задается ток электролиза и отображается текущее напряжение (до 0,01 В, частота регистрации 0,5 Гц).
Ток задается до 35 А, напряжение чаще всего от 3 до 6 В, однако бывают редко ситуации, когда возникают скачки до 12 В (связаны скачки с поведением электродов).

Задача:
Надо провести спектральный анализ напряжения (быстрое преобразование Фурье в labview), чтобы попробовать интерпретировать процессы в электролизере, для этого использую АЦП NI 6009 в дифференциальном режиме измерения AI0 и AI4, делитель напряжения (2 резистора по 10 кОм, делят напряжение в 2 раза) и стабилитрон на 9 В и экранированный провод МГТФЭ.
Собрала схему (прикладываю), подключила измерительную цепь, сбор данных делала через SignalExpress для начала.
Но высокочастотный инверторный источник питания по всей видимости ушел в защиту и отключил напряжение на установке.
Подскажите, пожалуйста, у меня где то ошибка в схеме? Или схема правильная, но UNIV-100A/12В все равно будет уходить в защиту? Почему так происходит?


Я понимаю, что результат анализа будет искажен, т.к. используется высокочастотный инверторный источник питания, но разве нельзя использовать фильтр чтобы обрезать эти высокие частоты?

0

Прикладываю осциллограмму напряжения.
по этапам, что делала и что получила:
1-провода не подключены на электролизер, собственный шум NI 6009
2-подключила провода, но по глупости перепутала + и - на делителе, увидела на осциллограмме что напряжение около -650 мВ (после делителя на 2, а на самом деле на электролизере было около 6,5 В).
3-переподключила провода корректно на делитель, в соответствии со схемой приведенной выше (в предыдущем посте).
NI зарегистрировал напряжение 3,5 В, что примерно равно тому, что выдавала SCADA лабораторной установки.
Но далее напряжение (или ток, не запомнила, паника была) на установке резко упало до 0, испугалась и отключила (участок 4 на графике), напряжение (или ток) на электролизере постепенно вернулось к своим значениям.

После данных манипуляций 6009 проверен, ничего из пострадало (подключала батарейку). Регистрирует корректно.

Пожалуйста, помогите разобраться, где ошиблась (по мимо неправильной полюсовки в самом начале). Почему импульсный источник питания ушел в защиту (или что то другое произошло, например ток пошел через измерительную цепь?). Главное это случилось не тогда, когда подключила неправильно, а когда уже подключила правильно, и 6009 зарегистрировал правильное напряжение, но почему на электролизере ток или напряжение упали до 0?

0

и еще есть вопрос:
нужно ли добавить резисторы между Ai+ и GND 6009, между AI- и GND 6009?
нашла такое в документации к 6001,6002,6003

0

Сообщение от SSSprinter Надо провести спектральный анализ напряжения (быстрое преобразование Фурье в labview)

Это единственно что у вас написано про labview (в котором я не специалист). Вы не знаете как в нём получить спектр?

Всё остальное относится к электронике. Может быть перенести вашу тему в раздел "Электроника для начинающих" ?

0

Может так и нужно сделать, написала в тему labview, тк устройство от national instruments

0

Сообщение от SSSprinter источник питания по всей видимости ушел в защиту и отключил напряжение на установке. Подскажите, пожалуйста, у меня где то ошибка в схеме?

По схеме - два места, где может идти приличный ток. Через 0,4 Ом "в электролизёре" и через защитный стабилитрон (пометил синими стрелками).

Через 0,4 Ом больше 30 А не пойдёт, но если там сопротивление гораздо меньше, то может коротнуть.
Через защитный стабилитрон пойдёт большой ничем не ограниченный ток, если R1 закорочено и если перепутать полярность Univ-100a-12В или если напряжение стабилизации этого стабилитрона меньше 12 В. В обоих случаях это должно вызвать срабатывание защиты.
Ну а что там у вас на самом деле собрано - это кроме вас никто не видел. Мало ли где коротит... Может соединительные провода перепутаны, в одну клемму зажаты.

Сообщение от SSSprinter нужно ли добавить резисторы между Ai+ и GND 6009, между AI- и GND 6009?

Да, нужно. Это привязка потенциала входов к "земле", т.к. источник сигнала у вас "плавающий", гальванически изолированный от "земли" (по вашей схеме). Только учтите. что эти резисторы получатся соединены параллельно левому резистору R2 10 кОм на вашей схеме.

1

SSSprinter, советую разобрать электролизер и оценить состояние электродов.
Как гипотетический вариант: например, на катоде выделяется водород, из-за высокой плотности тока и большого количества пузырьков эффективная площадь поверхности снижается, сопротивление растет, регулятор пытается сохранить ток и увеличивает напряжение.
Другой вариант - анод пассивируется, сопротивление растет, ток падает, регулятор вынужден увеличивать напряжение.
Какой у вас электролит, какие плотности токов, из чего сделаны электроды?

1

i8085,
Как через защитный стабилитрон может пойти большой ток?
Там жеж 10 кОм резисторы стоят

0

Сообщение от u235 SSSprinter, советую разобрать электролизер и оценить состояние электродов. Как гипотетический вариант: например, на катоде выделяется водород, из-за высокой плотности тока и большого количества пузырьков эффективная площадь поверхности снижается, сопротивление растет, регулятор пытается сохранить ток и увеличивает напряжение. Другой вариант - анод пассивируется, сопротивление растет, ток падает, регулятор вынужден увеличивать напряжение. Какой у вас электролит, какие плотности токов, из чего сделаны электроды?

в нашем случае на аноде действительно образуются пузырьки газа, анод расходуется, сопротивление увеличивается, т.к. ток фиксирован, то увеличивается напряжение. Мы это и изучаем в ходе эксперимента. Различные материалы электрода. В качестве электролита - криолит.
Поэтому и хочу по быстрому преобразованию Фурье смотреть, как изменяются шумы напряжения.

Сама установка работает великолепно, после отключения моей измерительной цепи значения тока и напряжения пришли в норму, проблема в той измерительной схеме, что я собрала...

Добавлено через 1 час 21 минуту

Сообщение от i8085 Через защитный стабилитрон пойдёт большой ничем не ограниченный ток

предлагаете поставить резистор последовательно со стабилитроном? какого номинала? 1 или 10кОм? чтобы ограничить ток через него. Провода то в измерительной цепи тонкие, большой ток не выдержат.

0

Сообщение от wadim_k Как через защитный стабилитрон может пойти большой ток?

Написал же.

Сообщение от i8085 если R1 закорочено

Смысл фразы был - собрано может быть с любыми ошибками, это нам неизвестно.

Сообщение от SSSprinter поставить резистор последовательно со стабилитроном?

По схеме он там и так стоит. Это R1. А вот как у вас там на самом деле собрано, что коротит при подключении - проверяйте. Чтоб сработала защита киловаттного 100-амперного источника - это надо очень хорошее КЗ устроить. Трудно его не заметить.

Сообщение от SSSprinter Провода то в измерительной цепи тонкие, большой ток не выдержат.

Раз ни один из этих проводов не сгорел и даже не светился, то замыкание где-то до этих проводов.

Хотя может и нет у вас никакого КЗ. Вы так непонятно описали, что именно происходит, что гадать тут можно очень долго. Попробуйте ещё раз, но внимательно фиксируйте, что происходит. Снимать характеристику "не запомнила, паника была" не надо.

1

Сообщение от i8085 А вот как у вас там на самом деле собрано, что коротит при подключении - проверяйте.

прикладываю фото делителя со стабилитроном.
под клеммой дорожки меняют положение, от верхней клеммы идет вниз дорожка, от нижней клеммы идет вверх.
Я поэтому и перепутала при подключении, т.к. не прозвонила, просто посмотрела как дорожки идут. По глупости.

0

Сообщение от i8085 Раз ни один из этих проводов не сгорел и даже не светился, то замыкание где-то до этих проводов.

нет, ни один провод не сгорел, и даже горячим не был. Дыма тоже не было.


Спасибо, да, попробую еще раз, только теперь более внимательно

0

Сообщение от i8085 если R1 закорочено

Понял. Невнимательно прочел. Сорян.

0

Сообщение от i8085 Сообщение от SSSprinter нужно ли добавить резисторы между Ai+ и GND 6009, между AI- и GND 6009? Да, нужно. Это привязка потенциала входов к "земле", т.к. источник сигнала у вас "плавающий", гальванически изолированный от "земли" (по вашей схеме). Только учтите. что эти резисторы получатся соединены параллельно левому резистору R2 10 кОм на вашей схеме.

раздобыла вот такую схему подключения UNIV-100A/12В высокочастотного инверторного источника питания, то как у нас он подлючен. Разве в моем случае тогда сигнал будет плавающим? Если UNIV-100A/12В подключен к земле

0

Сообщение от SSSprinter UNIV-100A/12В подключен к земле

Не факт. На этом фрагменте схемы этого не видно.
Контакт RS485_GND может действительно где-то подключен к "земле". А вот куда идут CURR+ и CURR- здесь не нарисовано. И соединены ли они внутри UNIV-100A/12B с "землёй" - неизвестно.

Возьмите тестер и на выключенной, с выдернутыми из сети вилками, полностью собранной установке измерьте сопротивление между контактами CURR+, CURR- и "землёй".

0

Сообщение от i8085 Возьмите тестер и на выключенной, с выдернутыми из сети вилками, полностью собранной установке измерьте сопротивление между контактами CURR+, CURR- и "землёй".

Спасибо!
можно еще раз у Вас уточнить? Если я соединю контакт AI0+ с контактом GND на 6009 через резистор от 10кОм до 100 кОм, и контакт AI4- с контактом GND на 6009, а где конкретно будет заземление этого GND на 6009, если к ПК я подключаю 6009 через гальваническую развязку ADUM 3160?

И еще вопрос, если позволите: а что будет, если я все таки добавлю эти резисторы, но окажется, что электролизер все-таки заземлен?

Добавлено через 3 минуты

Сообщение от i8085 А вот куда идут CURR+ и CURR- здесь не нарисовано

я так понимаю, что это и есть те контакты, которые подключаются на анод и катод электролизера

0

Сообщение от i8085 Не факт. На этом фрагменте схемы этого не видно.

а разве это не означает, что подключен источник питания не заземлен?

0

Сообщение от SSSprinter прикладываю фото делителя со стабилитроном.

Ну раз пошла такая пьянка, давайте и его проверим.
Тестером, установленным на предел измерения 20 кОм, измерьте сопротивление между двумя выходными штырями, в одной и в другой полярности. В одном случае сопротивление должно получиться 10 кОм (сопротивление R2 на вашей первой схеме, стабилитрон закрыт), а в другом - раза в 2-3 меньше (стабилитрон откроется при обратной полярности).
Ну и проверьте, какой из этих штырей соединяется с входной клеммой напрямую, а какой - через резистор R1 10 кОм.

Сообщение от SSSprinter разве это не означает, что ...

Если не нарисовано, то это ничего не означает. Нет полной схемы - возьмите тестер, да проверьте.
Да даже если схема есть, и даже текстом написано, но работает не так - всё равно надо взять и проверить.

Сообщение от SSSprinter к ПК я подключаю 6009 через гальваническую развязку

Но к датчику-то без развязки? А входы должны быть "привязаны" к общему проводу устройства, иначе вход можно пробить статическим потенциалом.

0

Сообщение от i8085 Тестером, установленным на предел измерения 20 кОм, измерьте сопротивление между двумя выходными штырями, в одной и в другой полярности. В одном случае сопротивление должно получиться 10 кОм (сопротивление R2 на вашей первой схеме, стабилитрон закрыт), а в другом - раза в 2-3 меньше (стабилитрон откроется при обратной полярности). Ну и проверьте, какой из этих штырей соединяется с входной клеммой напрямую, а какой - через резистор R1 10 кОм.

при подключении + мультиметра к выходу - делителя, и - мультиметра к + делителя показывает 13,3 кОм.
при обратном подключении: 0 кОм, а спустя примерно 10 секунд 10 кОм и постоянно меняется, потом снова 0 кОм (такое поведение наблюдается, если измеряю в пределе измерения на мультиметре 20 кОм), а если в пределе 200 кОм, то от 120 до 190 кОм, а потом снова 0 кОм.
какое то странное поведение.

0

SSSprinter,
1. Какой у вас мультиметр?
2. Вы измеряете на отключённой ото всего плате, как на вашем фото, или эта плата подключена к установке?

0