Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Verständnisfrage Wechselrichter


von Trippo (Gast)


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Hallo,

ich habe eine Verständnisfrage zum Thema Wechselrichter.

Ich habe einen dreiphasigen WR in Brückenschaltung mit 
Spannungszwischenkreis (d.h. 3 Phasen mit jeweils 2 IGBTs) und eine rein 
induktive Last, die im Stern geschaltet ist. Angesteuert wird das ganze 
über eine Sinusmodulation (d.h. PWM mit Sinussollwertvorgabe), so dass 
ich am Ausgang drei 120° Phasenversetzte Ströme habe.
Ich habe doch, da eine rein induktive Last, nur Blindleistung, oder? 
(Abgesehen von den Verlusten). D.h. auch mein Zwischenkreis liefert 
reine Blindleistung, oder? Kann ich so den Zwischenkreis nur entladen, 
oder auch laden (d.h. negativer ZK-Strom)? Die Blindleistung pendelt 
doch sozusagen hin und her, oder?
Das Problem was ich habe ist nämlich folgendes: Der Zwischenkreis selber 
wird über ein Hochspannungsnetzteil geladen. Wenn ich nun den WR 
"starte", entzieht er dem ZK Energie. Muss diese Energie vom 
Hochspannungsnetzteil nachgeliefert werden oder läd der ZK sich durch 
die Blindleistung, die pendelt, auch wieder auf? Das wäre wichtig für 
die Dimensionierung des Netzteils.

Über kurze Hilfestellungen wäre ich sehr dankbar,

Mit freundlichen Grüßen,
Trippo

von Pieter (Gast)


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>>eine rein induktive Last

woh, ohne jeglichen Ohmschen Anteil?


MfG
Pieter

von Trippo (Gast)


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Natürlich muss der ohmsche Anteil der Induktivität beachtet werden.

von Achim M. (minifloat)


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Trippo schrieb:
> Die Blindleistung pendelt
> doch sozusagen hin und her, oder?

Ja. so testet man übrigens die Stromtragfähigkeit von Wechselrichtern, 
ohne nennenswert Energie zuzuführen und in den Drosseln und 
Ventilen/Schaltern verbraten zu müssen. Du musst in den Zwischenkreis 
nur die Verluste zuführen.
mfg mf

von Christijan (Gast)


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Ja, so kann man testen. Aber vollständig ist der Test nicht, weil der 
Ripplestrom im Zwischenkrei deutlich niedriger ist als z.B. bei cos phi 
= 0,85. Außerdem ist die Zwischenkreisverschienung bei rein induktiver 
Last annährend frei von Strom und somit wird sie auch keine Wärme ins 
System bringen.

von Trippo (Gast)


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DANKE!
Gut, das heißt meine Gedanken waren soweit richtig.

Im Prinzip geht es bei meinem Projekt auch um ein Testsystem für 
Wechselrichter.
Das heißt mein Netzteil muss nur für die entsprechende Verlustleistung 
im System ausgelegt sein und ich muss mir keine Gedanken darüber machen, 
inwieweit die ZK-Spannung einbricht.


Danke und nochmals Grüße

von Trippo (Gast)


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Nochmals eine Frage, vlt. könnt ihr mir nochmals helfen.

Zur Berechnung der Verlustleistung benötige ich ja unter anderem auch 
den ohmschen Anteil der Induktivität.
Ich habe eine 1,3mH Induktivität mit Schnittbankkern von Tauscher (
DUOKWN, SU 150/52,1,3 mH,100 A DC,11 A @ 3333 Hz
2983043ahttp://www.tauscher-transformatoren.de/html/drosseln3.html ). 
Wie komme ich mit diesen Daten auf die ohmschen Verluste in der 
Induktivität?

Des weiteren eine, so glaube ich, blöde Frage: Bei der Induktivität 
steht nun 100A DC und 11A@ 3333Hz. Woher weiß ich, welche 
Strombelastbarkeit die Induktivität bei 50Hz und 200Hz Wechselstrom am 
Ausgang hat?

P.S.: Die Induktivität hjabe ich nicht selbst ausgesucht, sie wurde mir 
sozusagen vorgesetzt.

Grüße und Danke

von Matthias L. (Gast)


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>100A DC
>Woher weiß ich, welche Strombelastbarkeit die Induktivität bei 50Hz und >200Hz 
Wechselstrom am Ausgang hat?

Ich vermute, die STrombelastbarkeit ist in allen Fällen so wie bei DC: 
also 100A.

Die Frage ist eher, wieviel Strom lässt die Induktivität noch bei 
50/200Hz (und bei der angelegten Spannung) zu?
Stichwort XL = 2 PI f L

von Trippo (Gast)


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okay, das klingt logisch.
Worauf beziehen sich eigentlich die Angaben bzgl. der Spannung im 
Datenblatt der Induktivitäten? Auf den Effektivwert der Grundschwingung 
oder? Nicht auf die gepulste Spannung, die bei der Sinusmodulation an 
der Induktivität anliegt oder?

Grüße und Danke

von Achim M. (minifloat)


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Ich würde sagen: Auf den Effwektivwert aus allen Frequenzen des Stromes.
Denn all diese führen zu Verlustleistung am parasitären Widerstand der 
Drossel, wenn man die Eisenverluste mal großzügig vernachlässigt und die 
Drossel als R+L ansieht. mfg mf

von Trippo (Gast)


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okay, das würde im Falle der Sinusmodulation bedeuten:
Die dominierenden Oberschwingungen sind das 2N+/-1-fache der 
Grundfrequenz, wobei N das Verhältnis von Schaltfrequenz zu 
Grundfrequenz ist (in meinem Fall 20).
Naja besten Dank. Wie gesagt wurden mir die Induktivitäten sozusagen 
vorgesetzt. Ich versuche nun herauszufinden, warum gerade diese. Kann 
mir vllt. jemand erklären, wie die Induktivitäten ausgelegt werden bei 
sowas? Wahrscheinlich doch nicht auf den höchst möglichen Strom, sondern 
irgendwie über den Stromanstieg di/dt oder? Meine  Vermutung ist, dass 
diese so dimensioniert werden, dass innerhalb eines Taktes der 
Stromanstieg nciht so groß ist, dass der Strom den maximalen Wert 
erreicht wird, oder? Allerdings ist es mir etwas unverständlich, da ich 
ja in jedem Takt einen anderen Anfangswert für den Strom habe (z.b. Takt 
1: Strom 0 --> Stromanstieg von 0A auf 10A, Takt 2 --> Stromanstieg von 
10A auf 15 A), d.h. ich gehe bei jedem Takt ja von einem anderen 
Anfangswert aus.
Vielleicht kennt jemand daruaf eine hilfreiche Antwort...

Danke und Grüße

von Achim M. (minifloat)


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Du prägst mit deinem Wechselrichter ein -wenn man es mitteln würde- 
Spannungssignal der Grundfrequenz auf. Für die Induktivitäten ist also 
erstmal mit der Grundfrequenz zu rechnen. Es gilt noch das 
Induktionsgesetz U = L * di/dt
und das wars. Dadurch, dass die Spule auf die Grund- und nicht die 
Schaltfrequenz berechnet wird, wird die Schaltfrequenz und alle 
Vielfachen davon keinen nennenswert großen Strom nach sich ziehen. Die 
anfangs erwähnte zeitliche Mittelung der Spannung  wird durch die 
Integrationswirkung der Spule über die Spannung erreicht.
mfg mf

von Trippo (Gast)


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Okay, das ist mir glaube ich soweit auch klar. Das heißt also, wenn ich 
eine Aussteuerung von 0,5 bei der Sinusmodulation vorgebe, komme ich auf 
eine Amplitude der Spannungs-Grundfrequenz von 0.5*U_d/2 (U_d= 
ZK-Spannung, U_d/2 ist die bei Sinusmodulation maximal erreichbare 
Ampltidue der Spannung in der Grundfrequenz). Für den Strom an der 
Induktivität gilt dann: i_L=1/L*Integral(u_L). Wenn ich für U_l einen 
Sinus (sin(wt)) vorgebe, kommt also raus: 
i_L=1/(wL)*u_amplitude*-cos(wt), wobei w=2*pi*f. Der Vorfaktor vor dem 
Cosinus ist ja dann die Amplitude des Stromes, was auch mit den 
Einheiten passt. Wenn ich das für meinen Fall ausrechne (U_d/2=350V, 
f=200Hz, L=1.3mH) komme ich also auf 107A Amplitude und ca. 75A 
Effektivwert? Die Induktivität hat laut Angabe einen erlaubten Strom von 
100A (Effektiv?), so dass die Induktivität ausreicht, oder?
Ich hoffe meine Rechnung ist verständlich und auch richtig so hehe...

Grüße und wiedermal danke

von Da fliegt mir doch das Blech weg (Gast)


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Trippo schrieb:
> Hallo,
>
> ich habe eine Verständnisfrage zum Thema Wechselrichter.
>
> Ich habe einen dreiphasigen WR in Brückenschaltung mit
> Spannungszwischenkreis (d.h. 3 Phasen mit jeweils 2 IGBTs) und eine rein
> induktive Last, die im Stern geschaltet ist. Angesteuert wird das ganze
> über eine Sinusmodulation (d.h. PWM mit Sinussollwertvorgabe), so dass
> ich am Ausgang drei 120° Phasenversetzte Ströme habe.
> Ich habe doch, da eine rein induktive Last,

Sowas nennen wir bei uns Frequenzumrichter manchmal auch Servo-Drive und 
die Induktive Last im  Stern nennen wir Motor. Und wenn sich das Ding 
schneller als die Soll-Drehzahl bewegt isses ein Generator.

von Trippo (Gast)


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Da fliegt mir doch das Blech weg schrieb:
> Sowas nennen wir bei uns Frequenzumrichter manchmal auch Servo-Drive und
> die Induktive Last im  Stern nennen wir Motor. Und wenn sich das Ding
> schneller als die Soll-Drehzahl bewegt isses ein Generator.
>
>
>
>     Beitrag melden Bearbeiten Löschen

Was ist das denn bitte für ne Antwort? Von mir aus können wir das auch 
Zwischenkreisumrichter o.ä. nennen, aber die induktive Last im Stern ist 
in meinem Fall eben kein Motor Herr Schlaumeier...Und ein Motor wird 
nicht automatisch zum Generator wenn er sich schneller dreht als die 
Soll-Drehzahl, aber nunja...

Danke für diese nichtssagende Hilfe!

von Axel D. (axel_jeromin) Benutzerseite


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Trippo schrieb:
> Von mir aus können wir das auch
> Zwischenkreisumrichter o.ä. nennen,

Na klar, die elektrischen Verhältnisse sind die gleichen


> aber die induktive Last im Stern ist
> in meinem Fall eben kein Motor Herr Schlaumeier...

Aber ein Motor der im Leerlauf dreht, ist halbwegs eine ziemlich 
induktive Last. Also sind auch hier die elektrischen Verhältnisse 
ähnlich


> Und ein Motor wird
> nicht automatisch zum Generator wenn er sich schneller dreht als die
> Soll-Drehzahl, aber nunja..

Doch, wenn mit dem Umrichter ein Motor gebremst wird, spiest dieser 
Energie in den Zwischenkreis zurück.

Der Verweis auf ähnliche Verhältnisse war also schon berechtigt. Ob es 
Dir was hilft ist eine andere Frage.

Axel

von Zac Hobson (Gast)


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>Und ein Motor wird nicht automatisch zum Generator wenn er sich schneller dreht 
als die Soll-Drehzahl, aber nunja...


Unterscheiden wir die 4 Zustaende :

Maschine langsamer wie Netz, EMK kleiner wie Netz  : Motor, induktiv
Maschine langsamer wie Netz, EMK groesser wie Netz : Motor, kapazitiv
Maschine schneller wie Netz, EMK kleiner wie Netz : Generator, induktiv
Maschine schneller wie Netz, EMK groesser wie Netz : Generator, 
kapazitiv

Nein ?

von Trippo (Gast)


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Ich glaube wir reden gerade alle ein wenig aneinander vorbei aber soweit 
gebe ich euch natürlich recht, darum soll es aber hier eigentlich nicht 
gehen...

von Joe B. (blackbery007)


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ich will ein Einphasen wechselrichter mit Plecs simulieren,aber ich weiß
nicht wie ich es zeichnen und kalibrieren soll. ich versuche mit die
Simulation Einphasen Wechselrichter zu verstehen.

Kann mir jemand Helfen?

von Joe B. (blackbery007)


Angehängte Dateien:

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hier ist das Schaltung zu verstehen ,die ich simulieren will,was soll 
ich noch dazu bauen oder wie kann ich alle kalibrieren?

von Düsendieb (Gast)


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Joe B. schrieb:
> ich will ein Einphasen wechselrichter mit Plecs simulieren

heißt das: ich muss ein...

ist das eine Schulaufgabe? oder kannst Du auch ein anders 
Simulationsprogramm verwenden?

von Joe B. (blackbery007)


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Ich kann auch ein anders Simulationsprogramm verwenden

von Düsendieb (Gast)


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hier gibt es ein paar Simulationen in Spice:

Beitrag "Bekomme aus PWM bei LT-Spice keinen Sinus"

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