Wechselrichter zur Netzeinspeisung / Ausgangsfilter

[Axel D. (axel_jeromin)]

Hallo Zusammen,
ich probiere nun schon eine Weile an der Bauteildimensionierung für den 
Filter am Ausgang des Wechselrichter herum.

Das ist leider umprofessionell und frustrierend.

Könnt ihr mal über den Filterkreis schauen und die Bauteile richtig 
dimensionieren, oder mir erklären wie das geht? Bzw. Ist der Aufbau 
überhaupt OK?

Die PWM Frequenz beträgt 16KHz, die Ausgangsfrequenz natürlich 50Hz
Der Kurvenverlauf ist in den Scheiteln nicht gans so schön, weil mein 
PWL File an diesen Stellen vereinfacht ist. Aber dort hat der Filter eh 
nicht viel zu tuen.


Danke
Axel

[Ben _. (burning_silicon)]

> Die PWM Frequenz beträgt 16KHz
Da fällt mir nen schönes Lied zu ein...
"Schöner die Spulen nie FIIIIEEEEPen..............." **fg**

[Axel D. (axel_jeromin)]

Ben _ schrieb:
> "Schöner die Spulen nie FIIIIEEEEPen..............." **fg**

Auch bei 50KHz wie bei Deiner Topologie muss am Ende ein Filter drann. 
Zugegeben, die Bauteile werden kleiner sein, aber der Aufbau des Filters 
wird doch der Gleiche sein.

Axel

[Florian V. (florianv)]

Wenn ich den ersten LC-Zweig jetzt mal einfach als unabhängiges 
LC-Filter betrachte, komme ich auf eine Grenzfrequenz von etwa 15 kHz. 
Ist das beabsichtigt? Das Filter sollte seine Grenzfrequenz viel tiefer 
haben, um bei der Schaltfrequenz eine anständige Dämpfung zu erreichen.

[Nachtaktiver (Gast)]

@Axel:
Ich glaube Ben wollte damit sagen das man zwischen PWM Freqeunz und 
Grenzfreqeunz des Filters mehr Reserven hat und dieser Filter somit 
besser wirken kann. Gleichzeitig verschiebt sich die Arbeitsfreqeunz im 
nicht hörbaren Bereich..

[Michael O. (mischu)]

Axel Düsendieb schrieb:
> Könnt ihr mal über den Filterkreis schauen und die Bauteile richtig
> dimensionieren, oder mir erklären wie das geht? Bzw. Ist der Aufbau
> überhaupt OK?

Hauptfrage ist: Was willst Du erreichen?

Bei der Dimensionierung können verschiedene Aspekte berücksichtigt 
werden. Welche Priorität diese Punkte in Deinem Fall haben, kann ich mit 
den mageren Infos nicht sagen.
1. Ausreichende Reserve (Überlast / Transienten)
2. Einhaltung von Normen bezüglich Einspeisung von Harmonischen
3. Stabilität des Regelkreises
4. kompakte Bauform
5. Bauteilkosten
6. Zuverlässigkeit
7. Verluste

Da Du nach einem Wechselrichter zur Netzeinspeisung fragst, musst Du 
sicher die Phasendrehung des Filters im Regelkreis mit berücksichtigen 
sonnst kann es zu Instabilitäten kommen.
Von der Topologie werden gerne LCL Filter genommen (Du hast aus der 
zweiten Induktivität jedoch eine CommonMode Drossel gebaut).
Als Eckfrequenz hätte ich mal grob das geometrische Mittel (...das mit 
der Wurzel) zwischen Netz- und Schaltfrequenz angesetzt.

Im Prinzip kannst Du den Filter auch als Vierpol betrachten und dir 
Amplituden- und Frequenzgang plotten. Dann kannst Du schon recht gut 
sehen, wieviel Dämpfung Du bei der Schaltfrequenz erhalten musst bei 
gewünschter Störunterdrückung. In den EMV-Normen sind Grenzwerte für 
Frequenzen unter 150 kHz bei leitungsgebundener Störaussendung nicht 
spezifiziert. Daher wird erst die 11. Oberwelle der 16kHz relevant für 
die Filterung.
Andererseits solltest Du den Stromripple der Schaltfrequenz nicht 
ausufern lassen. Versuche den für die erste Induktivität im Bereich 
15-30% des Nennstromes zu legen (und damit das L der ersten Induktivität 
bestimmen). Durch die zweite Induktivität würde ich versuchen den 
Stromripple bei der Schaltfrequenz auf 1-2% des Nennstromes zu 
reduzieren.

Beachte auch, dass Du das Stromnetz als zusätzliche Spannungsquelle 
hast, die Simulation oben geht von einem Inselnetz aus. Das Stromnetz 
hat eine recht niedrige Eingangsimpedanz und kann zu einem Vielfachen 
der Ströme führen, als ein hochohmiger Widerstand.

Sonst such doch im Netz mal nach LCL Filter Dimensionierung für 
Frequenzumrichter.
http://www.iset.uni-kassel.de/abt/FB-A/publication/2007/2007_Korea_Vasconcelos2.pdf
http://www.tf.uni-kiel.de/etit/LEA/dl-open/veroeff_2007/epe2007-full.pdf

[Axel D. (axel_jeromin)]

Danke an alle für die Infos, da werde ich mich mal durchkämpfen.

Michael O. schrieb:
> In den EMV-Normen sind Grenzwerte für
> Frequenzen unter 150 kHz bei leitungsgebundener Störaussendung nicht
> spezifiziert. Daher wird erst die 11. Oberwelle der 16kHz relevant für
> die Filterung.

Welche Norm ist das?


Axel

[Johannes E. (cpt_nemo)]

>> In den EMV-Normen sind Grenzwerte für
>> Frequenzen unter 150 kHz bei leitungsgebundener Störaussendung nicht
>> spezifiziert. Daher wird erst die 11. Oberwelle der 16kHz relevant für
>> die Filterung.
>
> Welche Norm ist das?

Für Solarwechselrichter gibt es noch keine Produktnorm, deshalb muss man 
die Fachgrundnormen anwenden:

Im Wohnbereich gilt: EN 61000-6-3
Im Industriebereich gilt EN 61000-6-4

Allerdings existieren auch Grenzwerte für die Oberschwingungen bis zur 
40. Harmonischen, also muss der Filter auch unterhalb von 150 kHz 
gewissen Eigenschaften haben.

Hier findest du ausfühlichere Informationen:
http://www.iset.uni-kassel.de/abt/FB-A/publication/2008/2008_Regensburg_EMV_und_Blitzschutz_Vortrag.pdf