Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Frequenzstabiler Wechselrichter kleiner Leistung


von Ralli (Gast)


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- ja, das Thema Wechselrichter gabs schon zig mal... Ich würde
auch gern ein Fertiggerät kaufen, wenn es denn ein geeignetes
gäbe:

Mein 30 Jahre altes Teleskop hat Synchronmotoren 220 V / 6 W,
die für die Kompensation der Erddrehung sorgen.

Um es mal, fern von einer Steckdose, mit 12 V Batteriespannung
zu betreiben, müsste der Wechselrichter die oben genannte
Leistung (oder auch 12 W) liefern, dabei aber quarzstabil mit
50 Hz arbeiten. Eventuell mit definiert abweichenden Frequenzen
(40...60 Hz in 1 Hz-Schritten).

Mit einem µC wäre es mir kein Problem die Ansteuersignale zu
erzeugen, (PWM, Rechteck, ...) WENN jemand brauchbare Vorschläge,
oder Hinweise für ein halbwegs effektives Leistungsteil aus
Standardbauelementen hätte.

Kann auch ruhig ein rückwärts betriebener Netztrafo dabei sein!

von Falk B. (falk)


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@  Ralli (Gast)

>zu betreiben, müsste der Wechselrichter die oben genannte
>Leistung (oder auch 12 W) liefern, dabei aber quarzstabil mit
>50 Hz arbeiten.

Warum quarzstabil? Ich glaube kaum, dass das Timing aus dem 50 Hz 
Netzsinus a abgeleitet wird.

>Mit einem µC wäre es mir kein Problem die Ansteuersignale zu
>erzeugen, (PWM, Rechteck, ...) WENN jemand brauchbare Vorschläge,
>oder Hinweise für ein halbwegs effektives Leistungsteil aus
>Standardbauelementen hätte.

Hier ein UNGETESTETER Vorschlag, war eher eine schnelle 
Brainstorming-Idee. Den Oszillator kann man gegen einen Quarz 
austauschen.

MfG
Falk

von holger (Gast)


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>Kann auch ruhig ein rückwärts betriebener Netztrafo dabei sein!

Autoendstufe mit mindestens 25W und dann Trafo dahinter.
Sinus aus dem uC dann mit R2R DAC oder per PWM auf die
Endstufe geben. Fertig.

von Paul B. (paul_baumann)


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@Falk
In dem 74HC14 sind doch noch 5 Gatter übrig, so daß man sich damit die
gegenphasigen Signale erzeugen kann und dann den 4017 nicht braucht.
Wenn das "Generator-Gatter" mit 50Hz betrieben wird, ist das doch auch
gut.

MfG Paul

von Falk B. (falk)


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@  Paul Baumann (paul_baumann)

>In dem 74HC14 sind doch noch 5 Gatter übrig, so daß man sich damit die
>gegenphasigen Signale erzeugen kann und dann den 4017 nicht braucht.

Doch. Der 4017 ist dazu da, eine Art Trapetzwechselrichter zu bilden.

Takt 1 Nix los
Takt 2 und drei, positive Welle
Takt 4 nix los
Takt 5 und 6 negative Welle

Wie gut da läuft weiß ich nicht, war nur eine Brainstormingidee (was für 
ein Wort)

MfG
Falk

von Paul Baumann (Gast)


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Na, wenn das so ist...., daß Sie der Oberförster sind, dann stellen wir 
die Fichte sofort wieder auf.
;-)
MfG Paul

von Ralli (Gast)


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Vielen Dank für die erste Ideen!

Quarzstabil? Die Erde dreht sich nun mal so konstant, dass man ihr
nur mit Atomuhren Fehler nachweisen kann.

Vor 30 Jahren war die Netzfrequenz DER Frequenzstandard für
"kleine Leute". Synchronmotor-Uhren lieferten im Alltag die
genaueste Uhrzeit, bis zum Zeitzeichen der Tagesschau.

Für die Nachführung eines Teleskops wurden also Synchronmotoren
herangezogen, die mit der entsprechenden Untersetzung die
erforderliche "Eine Umdrehung pro 23 Stunden und 56 Minuten"
lieferten.

Die Schaltung ab L6203 wäre also für mich interessant:
Ein kurzer Klick beim "C" meldet aber, dass dort kein
L6203 bekannt ist.

25 W - Endstufe?
OK: Muss ich mit dem µC nur per PWM einen Sinus erzeugen.
Mit was für einem Wirkungsgrad kann ich da rechnen?
Das Teleskop wiegt schon einige Kilo, da sollte die Batterie
nicht unnötig schwer werden.

von Falk B. (falk)


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@  Ralli (Gast)

>erforderliche "Eine Umdrehung pro 23 Stunden und 56 Minuten"
>lieferten.

Na gut.

>Die Schaltung ab L6203 wäre also für mich interessant:
>Ein kurzer Klick beim "C" meldet aber, dass dort kein
>L6203 bekannt ist.

Tante Reichelt kennt ihn aber

http://www.reichelt.de/ICs-KA-LF-/L-6203/index.html?;ACTION=3;LA=444;GROUP=A214;GROUPID=2911;ARTICLE=9762;

>OK: Muss ich mit dem µC nur per PWM einen Sinus erzeugen.

Jaja, aber dann musst du den mit einem Quarz takten und den Quarz per 
Trimmkondensator kalibieren.

>Mit was für einem Wirkungsgrad kann ich da rechnen?

Keine Ahnung, für einen 0815 Aufbau vielleicht 50%.

MFG
Falk

von Thomas R. (Gast)


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Die 50Hz mit dem 1Hz von GPS synchronisieren.

von Ralli (Gast)


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Oh, meist hat C mehr, als R - wenn auch für etwas mehr EUs,
daher hab ich jetzt nicht bei R gesucht.

Macht euch mal keine Sorgen um die Frequenz: Sooo genau ist die
Mechanik auch wieder nicht, um mit einer begrenzten Anzahl von
Zahnrad-Zähnen die Untersetzung von 50/s auf exakt 1,0027379/d
hinzukriegen - daher die 50 Hz und die (definierten) Frequenz-
Offsets, mit denen man die Nachführung manuell durchführt.

Mir gehts wirklich nur um eine effiziente und halbwegs störarme
Schaltung, die mit den erforderlichen Ansteuersignalen
(TTL-Pegel z.B ein µC) und einer 12 V - Batterie einen
rückwärts betrieben Netztrafo ansteuert, so dass ich an seiner
Primärwicklung 220 V / 12 W abgreifen kann.

Hat denn schon jemand positive Erfahrungen mit dem L6203 in
einer vergleichbaren Anwendung gemacht?

von Hermann (Gast)


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Der L6203 ist ja wohl reichlich überpowert. 5A Spitzenstrom ist ja wohl 
nicht nötig. L6201 mit 1A Spitze tut es allemal.
PWM für Sinus ist dann aber nix. Der L6201 schaltet als Vollbrücke 
digital. Der Synchron-Motor sollte dann also mit einem Rechteck laufen.

von Hermann (Gast)


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Tschuldigung, doch lieber L6203, da bei 12V und 12W der Strom sonst zu 
hoch ist.

von Ralli (Gast)


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Nanu - alle erfahrenen Tüftler im Urlaub?

Meine erste Idee waren zwei Darlingtons, an die Enden der
Sekundärwicklung eines 2 x 8 Volt-Trafos. An den Mittelabgriff
den Pluspol der Batterie. Ansteuerung durch 2 Port-Pins eines
Tiny-25 mit Quarz und etwas Aufbereitungs-Software. Blieben
noch drei Pins für die Offset-Tasten und Status-LED.
Es wäre auch kein Problem, zwischen positiver und negativer
Halbwelle jeweils eine Pause zu lassen.

Statt der Darlingtons könnte ich Logic-Level MOSFETs nehmen.
Ist das vorteilhaft (Verluste) oder eher nachteilig (Störpegel)?

Ist mit einer H-Brücke der Mittelabgriff nicht überflüssig?

Statt Rechteckpulsen könnte man noch mittels PWM den
Stromverlauf durch die Wicklungen eher sinusförmig machen.

Gibts bei all diesen Varianten was zu beachten?
Vielleicht noch Drosseln und Cs dazwischen, wegen der
Störabstrahlung?

Schutz der Transistoren: Was wirkt auf die bei Leerlauf
und Volllast ein?

Brauche ich Schutzdioden?

von Norbert H. (Gast)


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Ich muss diesen Thread mal wieder hochholen, da ich aktuell genau das 
selbe Problem habe.

Ein älteres Teleskop (ca. 35 Jahre) mit zwei 220V/50Hz Synchronmotoren.
An 230V und reine Beobachtung funktioniert es auch so weit - bei 
Fotografie und Langzeitbelichtung stimmt die Frequenz aber nicht ganz.

Daher, und auch der Mobilität wegen, brauche ich einen Wechselrichter, 
der idealerweise Sinus liefert. Am Rechteck werden die angeblich Motoren 
sehr laut.

Die Frequenz muss änderbar und quarzstabil sein.

Hier wurde vom Falk nur ein Konzeptvorschlag geliefert. Hat jemand dies 
mal in der Praxis ausprobiert?

Hätte jemand andere, am besten leicht nachbaubare, Vorschläge?

Und ja, ich kenne mich mit Elektronik und auch mit 230V aus. Ich habe 
nur keine Zeit, lange zu experimentieren, bis alles passt. Daher suche 
ich etwas funktionsfähiges.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Ein normaler Standalone Wechselrichter ist sicher quarzstabil. Sonst 
beim Hersteller nachfragen.

von W.S. (Gast)


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Norbert H. schrieb:
> Und ja, ich kenne mich mit Elektronik und auch mit 230V aus. Ich habe
> nur keine Zeit, lange zu experimentieren, bis alles passt. Daher suche
> ich etwas funktionsfähiges.

Na, wenn du dich auskennst, sollte das doch kein problem sein:
- Quarz
- Mikrocontroller deiner Wahl
- DAC (entweder als IC oder 8 Bit per R2R)
- NF-Verstärker 10..25 Watt (z.B. als fertiger IC)
- Netztrafo, rückwärts betrieben.

Fertig. Punkt.

W.S.

von Norbert H. (Gast)


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W.S. schrieb:
> Na, wenn du dich auskennst, sollte das doch kein problem sein:
Danke für den Link auf ein fertig entwickeltes Projekt.

von Norbert H. (Gast)


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Jetzt N. schrieb:
> in normaler Standalone Wechselrichter ist sicher quarzstabil. Sonst
> beim Hersteller nachfragen.

Normal bringt mir nichts, ich muss die Frequenz, in Grenzen, ändern 
können.
Eine einmal eingestellte Frequenz soll aber stabil sein (NE555 reicht 
nicht).

von c-hater (Gast)


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Ralli schrieb:

> WENN jemand brauchbare Vorschläge,
> oder Hinweise für ein halbwegs effektives Leistungsteil aus
> Standardbauelementen hätte.
>
> Kann auch ruhig ein rückwärts betriebener Netztrafo dabei sein!

Das Blöde bei der Sache ist, daß der Trafo eigentlich das wichtigste 
Bauelement ist und ein rückwärts betriebener handelsüblicher Netztrafo 
zwar durchaus möglich ist, aber meist Kompromisse erzwingt, insbesondere 
gerade bezüglich der Effizienz...

Übrigens ist auch 12V-Betrieb nicht gerade förderlich für die Effizienz, 
24V ist diesbezüglich schon sehr viel besser.

Wenn du einen zur Akkuspannung (mit seinen Variationen!!) gut passenden 
Trafo hast, ist der Rest eigenlich ziemlich trivial. Vier brauchbare 
FETs, zwei H-Brücken-Gate-Treiber, ein potentialfreier Messwandler und 
eine Handvoll EMV-Zeugs, damit bist du im Wesentlichen schon durch, der 
Rest passiert im µC.

von W.S. (Gast)


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Norbert H. schrieb:
> Danke für den Link auf ein fertig entwickeltes Projekt.

Oh ja, bitte sehr.

W.S.

von Norbert H. (Gast)


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W.S. schrieb:
> Oh ja, bitte sehr.

Sorry, aber ich möchte hier nichts selber entwickeln (braucht leider 
viel Zeit, die ich nicht wirklich habe). Daher suche ich eine 
nachbausiche Schaltung.

Mit "auskennen" wollte ich nur sagen, dass ich mir zutraue, mit 230V 
umzugehen und auch die nötigen Vorsichtsmaßnahmen treffe.

von c-hater (Gast)


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Norbert H. schrieb:

> Sorry, aber ich möchte hier nichts selber entwickeln (braucht leider
> viel Zeit, die ich nicht wirklich habe). Daher suche ich eine
> nachbausiche Schaltung.

Und vermutlich im zweiten Schritt erscheint dann dein Posting: Suche 
C&P-Vorlage für das Programm, was diese geniale nachbausichere Schaltung 
zuverlässig ansteuert...

Deine Eigenleistung besteht dann allein darin, immer einen Doofen 
gefunden zu haben, der dir die Arbeit macht.

Pfui deibel, ein BWLer, wie er im Buche steht.

von W.S. (Gast)


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Norbert H. schrieb:
> Sorry, aber ich möchte hier nichts selber entwickeln

Dann nimm 170..400 Euro in die Hand und kauf dir nen fertigen Umrichter.

Ende.

W.S.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Du kannst dir ja mal meinen kleinen Tiny25/45/85 Wechselrichter 
anschauen.
http://www.schoeldgen.de/avr/
Ganz unten 'Variable Frequency Drive...'

Der erzeugt zwar im Moment mit dem internen RC-Oszillator eine 
Niedervolt Wechselspannung, aber bei wenig Leistung reicht da ein Trafo, 
um 230V draus zu machen. Am besten rüstest du für deine Zwecke einen 
externen Oszillator nach, wenn du es quarzstabil brauchst.

von Norbert H. (Gast)


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W.S. schrieb:
> Norbert H. schrieb:
>> Sorry, aber ich möchte hier nichts selber entwickeln
>
> Dann nimm 170..400 Euro in die Hand und kauf dir nen fertigen Umrichter.

Zeige mir einen Umrichter, der das macht, was ich brauche.
170-200€ wäre mir das auch wert. 400€ ist mir aber zu viel.

von Norbert H. (Gast)


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c-hater schrieb:
> Und vermutlich im zweiten Schritt erscheint dann dein Posting: Suche
> C&P-Vorlage für das Programm, was diese geniale nachbausichere Schaltung
> zuverlässig ansteuert...

Nein, das Programm würde ich selber hinbekommen (ist mein Beruf).

von Norbert H. (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> Du kannst dir ja mal meinen kleinen Tiny25/45/85 Wechselrichter
> anschauen.

Danke, das ist doch mal ein Ansatz.

von Ralli (Gast)


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Nanu, mein alter Beitrag von 2011?

Ich war letztlich mal wieder an meinem alten Problem
dran und bin dabei, es auf PWM-Sinus anzupassen.

Meine Lösung vor 4 Jahren war eine Rechteckansteuerung
des Trafos. Dabei wird die PWM-Pulsebreite je nach Batterie-
spannung variiert. Unterhalb von 10 Volt wird der
Ausgang abgeschaltet.

T1 und T2 ziehen abwechselnd Strom durch die beiden
Niederspannungs-Wicklungshälften.

Die Schaltung um T3, T4, etc. dämpft wilde Schwingungen,
wenn T1 und T2 gerade abgeschaltet sind.
Ist aber nicht auf meinem Mist gewachsen, sondern von Bild 13.4 C
http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap13_5/Kapitel13_5.html#13.4
abgeguckt.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Ralli schrieb:
> Meine Lösung vor 4 Jahren war eine Rechteckansteuerung
> des Trafos. Dabei wird die PWM-Pulsebreite je nach Batterie-
> spannung variiert.

Da ist mit dem Tiny aber auch richtiger Sinus überhaupt kein Problem. 
Mein Projekt oben könnte man mit einer Regelung ausstatten, da die 
Amplitude über einen ADC Kanal eingestellt wird. Da dein MC wesentlich 
mehr Anschlüsse hat, kann man sich da richtig ausspinnen.

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