Hey Leute, ich hab hier ein Umrichtermodell, das einmal am Ausgang einen Parallelschwingkreis und einmal einen Serienschwingkreis hat. Beim Parallelschwingkreis kommt die erwartete Form: PWM-Spannung und sinusförmiger Strom. Änder ich den Lastkreis derart, dass ich den parallelgeschalteten Kondensator der Induktivität in Reihe schalte, dann kommt nichts vernünftiges mehr bei raus. Hat jemand eine Idee? Die abgebildeten Kurven sind: Ausgangsspannung des Umrichters und Strom durch die Induktivität. Erwartet habe ich nun eine sinusförmige Spannung und einen PWM-Strom. Lg Sarah
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Wie willst du mit 100nH und deiner Schaltfrequenz einen sinusförmigen Strom erzielen? Der Wert ist IMHO viel zu niedrig.In der Parallelschaltung glättet dir der 1uF C1 die PWM. Grüsse
Wir schon gesagt, deine Werte sin völlig unsinning. Und die zweite Schaltung ist im ganzen unsinn, oder sollen die 100n ein stücken Kabel sein. Übliche Werte liegen im µH Bereich und die Kondensatoren so von 100nF bis wenige µF Bereich. Kommt natürlich auf die Leistung (Schaltfrequenz) an. Und die Frequenz ist fix?? Die B6 Brücke kann man sich für so eine Simulation auch schenken da unnötig. (Besonders mit einen echten Didodenmodel, die MUR460 ist hoffentlich nur in der Simulation eingebaut). Denn Ripple im Zwischenkreis kann man auch mit einer Spannungsquelle drastellen... MFG
Hey, ich arbeite in der Induktion, wo sehr hohe Ströme fließen. Die 100nH sollen tatsächlich einfach nur eine Kupferverbindung sein, dem Induktor, der mit dem Werkstück koppelt. 100nH ist hier ein gängiger Wert. Auch 1uF Kapazität ist üblich. Rechnet man noch 50nH Verluste hinzu mal einem Übersetzungsverhältnis von z.B. 16^2 durch ein Trafo ergibt, sich eine Gesamtinduktivität von 38,4uH. Somit ergibt sich eine Resonanzfrequenz von ca 26kHz, einem typischen Wert. Auch mit diesem Induktivitätswert kommt leider nichts vernünftiges bei raus. Mit welchen Werten denkt ihr, könnte es dann klappen? Lg Sarah
>ich arbeite in der Induktion, wo sehr hohe Ströme fließen.
Warum sind dann die Ausgangswiderstände R1,R3 mit 100 Ohm
dimensioniert??
Grüsse
Sarah E. schrieb: > Rechnet man noch 50nH Verluste hinzu mal einem Übersetzungsverhältnis > von z.B. 16^2 durch ein Trafo ergibt, sich eine Gesamtinduktivität von > 38,4uH. In deiner Simulation ist aber kein Trafo und keine zusätzliche Induktivität eingezeichnet. Sarah E. schrieb: > Somit ergibt sich eine Resonanzfrequenz von ca 26kHz, einem typischen > Wert. Dein Sinus hat eher 2 kHz...
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Sorry, hatte das Projekt etwas schleifen lassen aber nun bin ich wieder dabei. Ich habe jetzt hier den Serienschwingkreisumrichter, dieser läuft mit 18kHz und das ist auch ungefähr die Resonanzfrequenz. Trotzdem ist der Stromverlauf in der Last alles andere als Sinusförmig. Weiß jemand, warum dass so nicht funktioniert? Lg, Sarah
Also ein L1 von 300nH ist mehrere Dekaden daneben.
Helmut S. schrieb: > Also ein L1 von 300nH ist mehrere Dekaden daneben. Ja? 300n sind doch 300 nano-henry. benutze ich die formel für die resonanzfrequenz: 1/(2*pi*sqrt(L*C)) kommt doch ca. 18kHz raus.
Die 300nH sind ja gerade mal ein Kreis mit 10cm Durchmesser. Bei der Schleife ist der ganze Weg vom + am Netzteilkondensator über wie Mosfets, den LC-Kreis und zurück zum - am Netzteilkondensator u betrachten. Die Impedanz ist Z = w*L = 0,033Ohm Wie soll man da mit dem Rdson von 0,4Ohm bei 600V Mosfets noch eine wenig gedämpfte Schwingung hinbekommen. Q = 0,033Ohm/0,4xOhm = <0,1 --> Da schwingt nichts mehr.
Hast du mal den Strom ausgerechnet, der fließen müsste, wenn dein Schwingkreis in Resonanz schwingen würde? Bei der Resonanzfrequenz wird die Impedanz des LC-Glieds theoretisch 0, der Strom ist dann U/R mit R=1mOhm. Das ist also ein Strom im Bereich von vielen kA. Da deine Mosfets das nicht können, begrenzen diese den Strom und verhalten sich als hochohmige Stromquellen. Die hochfrequente Schwingung entsteht dann durch die Resonanz der 300nH Induktivität mit der Sperrschichtkapazität des Mosfets. Was ist denn der Grund, dass du die Brücke mit 2 MHz taktest? Sind die Mosfets dafür schnell genug? Wie sieht die Spannung an den beiden Brückenausgängen aus? Um einen Schwingkreis mit 18 kHz anzuregen, würde ich die Brücke mit 18 kHz takten lassen. Du bekommst damit eine rechteckige Spannung; der Serienschwingkreis bewirkt, dass der Strom sinusförmig wird. Und dann solltest du in der Msofet-Ansteuerung noch eine Verriegelung einbauen, die verhindert, dass beide Mosfets gleichzeitig leiten.
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Meine ganzen Überlegungen sind ja nur theoretisch. Ich habe kein Elektrotechnik oder sowas studiert, sondern es geht mir nur darum, die ganzen Vorgänge die in diesen Induktionsmaschinen von statten gehen zu verstehen, weil in dem Betrieb wo ich arbeite die verkauft werden. Dass im Außenkreis ein Strom von mehreren kA fließt war meine Absicht. Da die Mosfets dies wie du sagst nicht schaffen, baut man einen Trafo dazwischen der den Strom hochtreibt. Dass ich die Brücke derart hoch takte habe ich nur gemacht, damit der Sinus schön sauber wird. Wie ihr anhand des Bildes sehen könnt, erzeugt mein Außenschwingkreis nun die sinusförmige Funktion. Nun wollte ich als Nächstes einen Trafo zwischenschalten, womit ich den Strom hochtreiben kann. Um erstmal kleine Schritte zu gehen habe ich einen Trafo mit gleichem Windungsverhältnis eingebaut und sonst nichts verändert. Trotzdem funktioniert es nicht. Weiß jemand wo hier das Problem liegt? Lg Sarah
Hallo, > Um erstmal kleine Schritte zu gehen habe ich > einen Trafo mit gleichem Windungsverhältnis eingebaut und sonst nichts > verändert. Trotzdem funktioniert es nicht. Was funktioniert nicht? Mir fällt auf das L4 und L5 nur 1nH haben, L1 hat dagegen 312µH. Da wird wohl nicht nicht viel Strom fliessen. Gruss Klaus.
Klaus Ra. schrieb: > Hallo, > >> Um erstmal kleine Schritte zu gehen habe ich >> einen Trafo mit gleichem Windungsverhältnis eingebaut und sonst nichts >> verändert. Trotzdem funktioniert es nicht. > > Was funktioniert nicht? > > Mir fällt auf das L4 und L5 nur 1nH haben, L1 hat dagegen 312µH. Da wird > wohl nicht nicht viel Strom fliessen. > > Gruss Klaus. Ich hatte erwartet, dass der Trafo nur als galvanische Trennung fungiert und der Stromverlauf durch den Außenkreis gleich bleibt. Änder ich die beiden Induktivitäten des Trafos auf 312u und die Last-Induktivität auf 1nH, fließt zwar mehr Strom aber der Verlauf ist nach wie vor ähnlichmeinem geposteten. Lg Sarah
Lass die Lass-Induktivität konstant (312 µH) und mach die Trafo-Induktivität deutlich größer (z.B. 30 mH), dann sollte es funktionieren. Oder du machst den Trafo mit einem sinnvollen Übersetzungsverhältnis (z.B. 30:1), dann kannst du die Lastinduktivität wieder auf die ursprünglichen 300nH verringern (Impedanzen werden mit ü² transformiert). Die Primärinduktivität bleibt dann bei 30 mH, die Sekundärinduktivität wäre dann 33,3 µH. PS: Dezimalzahlen sollten in Spice immer mit einem Punkt geschrieben werden, nicht mit Komma. Bei C3 steht "0,25µ".
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oh man, ich hab gerade festgestellt dass dieses kommasetzen bei der kapazität einen sehr hohen einfluss hatte auf das ergebnis. ich hab jetzt ein "punkt" gesetzt statt komma und schon entsteht der sinus. Hier erstmal ein angehängtes bild der derzeitigen situation. Wie ihr seht hab ich die Kapazität etwas verändert. Ich habe jetzt auch ein theoretisches Übersetzungsverhältnis drin von 32:1 (Ist hier ein Standardübersetzungsverhältnis). Der Sinus schwingt sich immer mehr ein, aber sehr langsam. Auch was die Dimensionierung der einzelnen Induktivitäten angeht bin ich mir nun gar nicht mehr sicher inwiefern sich nun die Resonanzfrequenz bestimmt. Die Simulation dauert relativ lange und bis sie komplett eingeschwungen ist bin ich wohl schon grau :-) Würde sie sich nach unendlich langer Zeit derart einschwingen, dass der Strom auf der Sekundärseite dem 32-fachen der Primärseite entspricht? Was für Dimensionierungsmaßnahmen bzgl. der Induktivitäten muss ich noch machen um wieder die Resonanzfrequenz auf 18kHz einzustellen? Lg Sarah Edit1: Ich stell die Induktivitäten des Trafos mal den Werten nach, die du genannt hast (33,8u zu 30m). Edit2: Der Verlauf mit den hohen Induktivitäten sieht genauso aus, nur höhere Amplituden, und müsste somit schneller den anvisierten Spitzenwert erreichen. Allerdings dauert die Simulation unheimlich lange bzw. der Sinus bilder sich sehr langsam
Sarah E. schrieb: > Die Simulation dauert relativ lange und bis sie komplett eingeschwungen > ist bin ich wohl schon grau :-) Du hast jetzt einen Schwingkreis mit extrem hoher Güte (780 µH und 1 mOhm), deshalb dauert es sehr lange. Sarah E. schrieb: > Was für Dimensionierungsmaßnahmen bzgl. der Induktivitäten muss ich noch > machen um wieder die Resonanzfrequenz auf 18kHz einzustellen? Die Resonanzfrequenz wird hauptsächlich durch C3 und L1 bestimmt. Aber nur, wenn die Induktivität des Trafos deutlich größer als L1 ist. Warum gehst du nicht zu der ursprünglichen Induktivität mit 300 nH zurück, mit 1 mOhm ergibt sich rechnerisch eine Güte von ca. 34. Das erscheint mir eine sinnvolle Dimensionierung. Beachte dabei, dass Induktivitäten in LTSpice einen Widerstand von 1mOhm haben, wenn man nichts anderes spezifiziert und keinen Kopplungsfaktor angegeben hat. Zusammen mit dem Widerstand würdest du damit 2 mOhm erhalten. Deshalb solltest du bei der Induktivität einen sehr Serienwiderstand (z.B. 1 µOhm) eintragen. Noch ein Tipp: Mach den Widerstand R6 raus und verbinde den unteren Punkt von L5 direkt mit GND. Das ändert nichts an der Funktion, macht die Simulation für Spice aber einfacher und damit evtl. schneller.
Johannes E. schrieb: > Sarah E. schrieb: >> Die Simulation dauert relativ lange und bis sie komplett eingeschwungen >> ist bin ich wohl schon grau :-) > > Du hast jetzt einen Schwingkreis mit extrem hoher Güte (780 µH und 1 > mOhm), deshalb dauert es sehr lange. > > Sarah E. schrieb: >> Was für Dimensionierungsmaßnahmen bzgl. der Induktivitäten muss ich noch >> machen um wieder die Resonanzfrequenz auf 18kHz einzustellen? > > Die Resonanzfrequenz wird hauptsächlich durch C3 und L1 bestimmt. Aber > nur, wenn die Induktivität des Trafos deutlich größer als L1 ist. > > Warum gehst du nicht zu der ursprünglichen Induktivität mit 300 nH > zurück, mit 1 mOhm ergibt sich rechnerisch eine Güte von ca. 34. Das > erscheint mir eine sinnvolle Dimensionierung. > > Beachte dabei, dass Induktivitäten in LTSpice einen Widerstand von 1mOhm > haben, wenn man nichts anderes spezifiziert und keinen Kopplungsfaktor > angegeben hat. Zusammen mit dem Widerstand würdest du damit 2 mOhm > erhalten. Deshalb solltest du bei der Induktivität einen sehr > Serienwiderstand (z.B. 1 µOhm) eintragen. > > Noch ein Tipp: > > Mach den Widerstand R6 raus und verbinde den unteren Punkt von L5 direkt > mit GND. Das ändert nichts an der Funktion, macht die Simulation für > Spice aber einfacher und damit evtl. schneller. Hab gerade festgestellt, dass die Verbindung durch R6 und L4 gar nicht bestand, quasi war der Sekundärkreis isoliert. Hat mich gewundert, dass es überhaupt funktioniert hat. Hab den Sekundärkreis jetzt geerdet und die Simulation läuft tatsächlich schneller :) Güte ist für mich ein völlig neuer Begriff....googeln ergab, das die Güte des Reihenschwingkreises sich berechnet zu: 1/R * sqrt(L/C). Bei R=1ohm, L=300nH und C=0,1uF ergibt es 1732. Du schriebs 34. Welche Formel, Werte hast du zugrundegelegt? Den Serienersatzwiderstand der Induktivitäten hab ich nicht drin. Setze ich den Wert der Lastinduktivität runter auf 300nH, so entsteht leider gar nichts sinusförmiges mehr :(
Sarah E. schrieb: > Bei R=1ohm, L=300nH und C=0,1uF ergibt es 1732. Mit 100nF ist die Resonanzfrequenz auch nicht 18 kHz. Rechne mal mit 260.6 µF und 300nH. > Den Serienersatzwiderstand der Induktivitäten hab ich nicht drin. Wenn du nichts reinschreibst macht LTSpice automatisch 1 mOhm. Das steht als Kommentar in dem Dialog ganz unten, wenn du mit der rechten Maustaste auf die Drossel klickst. > Setze ich den Wert der Lastinduktivität runter auf 300nH, so entsteht > leider gar nichts sinusförmiges mehr :( Die Kapazität solltest du natürlich auch anpassen.
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Ich hab die Sachen angepasst und es kommt ein angenehmer Sinus raus, der allerdings nach langer Einschwingzeit noch nicht ganz "sauber" ist. Dann ist mir auf- bzw. eingefallen, dass die Kapazität mit 260uF im Vergleich zu unseren Werten im Betrieb viel zu hoch ist. Der Grund liegt darin, dass die Kondensatoren bei uns primärtseitig verbaut sind un etwa 1uF betragen. Wie überträgt sich die Kapazität in dem Fall? Hab jetzt einen 1uF Kondensator auf die Primärseite gepackt und von der Sekundärseite weggenommen. Nun sieht der Sinus schon richtig gut aus und das Erzeugen geht viel schneller. Kann ich den Sinus was Amplitude angeht noch rechnerisch irgendwie idealisieren? Das Trafoverhältnis sollte 32:1 sein. Ich kenn mich leider nicht so aus, was die Berechnung von Resonanzfrequenz bei primär- und sekundärseitigem Kondensator und Spule angeht. Lg Sarah
Sarah E. schrieb: > Wie überträgt sich die Kapazität in dem Fall? Alle Impedanzen werden durch einen Übertrager mit ü² transformiert. In deinem Fall sind das 260 uF / 32² = 0.254 µF. Sarah E. schrieb: > Kann ich den Sinus was Amplitude angeht noch rechnerisch irgendwie > idealisieren? Was genau meinst du mit "idealisieren"? Wenn die Amplitude größer werden soll, brauchst du entweder eine höhere Spannung oder eine kleinere Impedanz. Der Schwingkreis hat sein Impedanz-Minimum (ungefähr) bei der Resonanzfrequenz. Mit 1 µF ist der Schwingkreis nicht auf die Resonanz abgestimmt, die Impedanz ist also größer. Mit dem passenden Kondensator wird die Amplitude stark ansteigen, vermutlich so sehr, dass die Transistoren wieder an ihre Grenze kommen. Du solltest dann die Amplitude deiner Sinus-Spannung (V7) kleiner machen, damit kannst du den Strom im Resonanzkreis steuern.
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Johannes E. schrieb: > Sarah E. schrieb: >> Wie überträgt sich die Kapazität in dem Fall? > > Alle Impedanzen werden durch einen Übertrager mit ü² transformiert. In > deinem Fall sind das 260 uF / 32² = 0.254 µF. > > Sarah E. schrieb: >> Kann ich den Sinus was Amplitude angeht noch rechnerisch irgendwie >> idealisieren? > > Was genau meinst du mit "idealisieren"? Wenn die Amplitude größer werden > soll, brauchst du entweder eine höhere Spannung oder eine kleinere > Impedanz. > > Der Schwingkreis hat sein Impedanz-Minimum (ungefähr) bei der > Resonanzfrequenz. Mit 1 µF ist der Schwingkreis nicht auf die Resonanz > abgestimmt, die Impedanz ist also größer. Mit dem passenden Kondensator > wird die Amplitude stark ansteigen, vermutlich so sehr, dass die > Transistoren wieder an ihre Grenze kommen. > > Du solltest dann die Amplitude deiner Sinus-Spannung (V7) kleiner > machen, damit kannst du den Strom im Resonanzkreis steuern. Ich möchte die Amplitude maximal bekommen, indem die Impedanz minimal wird, was ja, wie du sagst, bei Resonanzfrequenz der Fall ist. Ich habe nun den Kondensator auf 0,25uF gestellt aufgrund der Transformation. Wie bestimme ich nun rechnerisch die Resonanzfrequenz? Ich finde es etwas verwirrend, da ich ja nun Elemente auf Primär und Sekundärseite habe. Die Amplutude des Ausagngsstromes ist nun höher, allerdings sehen die Amplituden merkwürdig aus. Liegt das an der Strombegrenzung der Transistoren?
ich hab jetzt v7 kleiner gemacht....0,5 statt 2,5 volt und siehe da, ein sinus ist entstanden :-) Wie kann ich denn jetzt z.b. es machen, damit ich auf der ausgangsseite 2000A statt 1000A habe? Wechselbrücken parallelschalten oder gehts auch einfacher? edit: ich hab aber nur die sinusspannung verändert....muss ich nicht auch die dreiecksignal spannung mit verändern?
Sarah E. schrieb: > Wie bestimme ich nun rechnerisch die Resonanzfrequenz? Rechnerisch kann mal alle Impedanzen mit ü² transformieren. Also entweder die Kapazität auf die rechte Seite bringen (Wert mit 32² multiplizieren) oder du transformierst die Drossel und den Lastwiderstand auf die linke Seite des Übertragers (auch dazu müssen die Werte mti 32² multipliziert werden). > Wie kann ich denn jetzt z.b. es machen, damit ich auf der ausgangsseite > 2000A statt 1000A habe? Wechselbrücken parallelschalten oder gehts auch > einfacher? Wenn bei 0,5V ein Sinus mit 1000 A rauskommt, also ca. 30 A auf der primärseite, dann müsste man mit 1,0V einen Strom von 2000 A erhalten. Das sind dann ca. 60 A in den IGBTs. Falls die Mosfets das nicht mehr können, brauchst du größere Mosfets oder es müssen mehrere Mosfets parallel geschaltet werden. Die Gatespannung ist mit 8 V ziemlich niedrig, damit werden die Mosfets nicht richtig durchgesteuert. Mit 15V Gatespannung müsste mehr Strom gehen. > edit: ich hab aber nur die sinusspannung verändert....muss ich nicht > auch die dreiecksignal spannung mit verändern? Nein, das Dreiecksignal ist ja der Vergleichswert. Wenn die Sinus-Amplitude gleich groß ist wie die Dreieck-Amplitude, dann ist die Spannung maximal (+/- Zwischenkreisspannung). Mit Sinus-Amplitude 0,5V und 2,5V Dreieckspannung ist die Ausgangsspannung 20% der maximalen Spannung.
Johannes E. schrieb: > Sarah E. schrieb: >> Wie bestimme ich nun rechnerisch die Resonanzfrequenz? > > Rechnerisch kann mal alle Impedanzen mit ü² transformieren. Also > entweder die Kapazität auf die rechte Seite bringen (Wert mit 32² > multiplizieren) oder du transformierst die Drossel und den > Lastwiderstand auf die linke Seite des Übertragers (auch dazu müssen die > Werte mti 32² multipliziert werden). hmm okay. Bei meinem Beispiel sieht es dann so aus: f_Res=1/[2*Pi*sqrt([30u+300n]*0,25u*32²)]=1807Hz Das wär um eine Größenordnung niedriger als die vom Umrichter erzeugte Frequenz. Habe ich einen Rechenfehler oder bin ich mit der Dimensionierung tatsächlich noch so weit entfernt von der Resonanzfrequenz?
Die Induktivitäen 30u und 300n werden bei Parallelschaltung nicht addiert. Bei Parallelschaltung gilt L_p = 1 / ( 1/L1 + 1/L2 ). Da 30 µH um Faktor 100 größer als 300 nH ist, wirkt die sich fast nicht aus (nur ca. 1%). Für eine grobe Abschätzung kann man die auch vernachlässigen und nur mit 300 nH rechnen. Außerdem ist in deiner Schaltung das Überstzungsverhältnis nicht 32:1 sondern Wurzel(1000):1 = 31,623. Damit es genau passt, müsste die Primärinduktivität 30,72 mH sein.
Johannes E. schrieb: > Die Induktivitäen 30u und 300n werden bei Parallelschaltung nicht > addiert. > > Bei Parallelschaltung gilt L_p = 1 / ( 1/L1 + 1/L2 ). Die 30u Induktivität und die 300n Induktivität sind doch aber in Reihe oder seh ich das falsch? > Da 30 µH um Faktor 100 größer als 300 nH ist, wirkt die sich fast nicht > aus (nur ca. 1%). Für eine grobe Abschätzung kann man die auch > vernachlässigen und nur mit 300 nH rechnen. > Außerdem ist in deiner Schaltung das Überstzungsverhältnis nicht 32:1 > sondern Wurzel(1000):1 = 31,623. Damit es genau passt, müsste die > Primärinduktivität 30,72 mH sein. Angenommen ich vernachlässige die Lastinduktivtät und passe die Trafoinduktivtät an auf 32:1---> 30720uH : 30uH. Dann ergibt sich eine Resonanzfrequenz von 1/[2*Pi*sqrt(0,25u*30720u)]. Dann sind es 1816Hz und somit 10 mal kleiner als die im Umrichter eingstellte Resonazfrequenz. Seh ich das richtig oder berechnet man es anders?
Sarah E. schrieb: > Die 30u Induktivität und die 300n Induktivität sind doch aber in Reihe > oder seh ich das falsch? Hier ist dein Denkfehler. Rein physikalisch liegen die beiden Induktivitäen in Reihe, allerdings ist die Induktivität des Übertragers mit der Primärseite gekopopelt. Der Strom fließt so durch die beiden Übertrager-Wicklungen, dass sich die Magnetfelder gegenseitig aufheben. Dadurch wirken sich diese Induktivitäten auf den Laststrom bzw. auf den Schwingkreis nicht aus; sie heben sich gewissermaßen gegenseitig auf. Allerdings hat man einen Spannungsabfall an dieser Induktivität, so dass ein zusätzlicher Strom durch diese Induktivät fließt; dieser fließt parallel zum Strom in der Ausgangsdrossel. Entscheidend ist in diesem Fall, dass der Schwingkreis insgesamt ein Reihenschwingkreis ist, der Sinus-Strom fließt durch die Transistoren, den Kondensator und die Last-Induktivität. Die Haupt-Induktivität des Übertragers wird im Ersatzschaltbild also zu einer Induktivität, die parallel zu diesem Schwingkreis liegt. Du kannst das in der Simulation ziemlich einfach nachprüfen, indem du die Induktivität des Übertragers größer machst (auf beiden Seiten um den gleichen Faktor). Die Resonanzfrequenz des Schwingkreises (bzw. die Amplitude das Laststroms) ändert sich dadurch nicht.
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Achsooooo... ja, ich habe mal die Trafoinduktivitäten voll aufgedreht um Faktor 100 bei gleichen Verhältnis und es hat sich nichts geändert. Somit berechnet sich F_Res zu: 1/[2*Pi*sqrt(0,25u*300n*32^2)] was ca. 18kHZ sind. Das ganze Prinzip wollte ich jetzt mal auf den parallelschwingkreisumrichter aufbauen. Was mich wundert ist, dass der Strom um ein vielfaches größer ist. Woher kommt das? Ist die Zwischenkreisinduktivität richtig gewählt? Lg Sarah
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Nochmal eine Frage zu dem Serienschwingkreisumrichter: Laut Datenblatt unserer Firma sieht es so aus, als ob der Strom sinusförmig ist, aber die Spannung rechteckförmig, und zwar ca. so, dass ein Spannungsrechteck pro Sinus-Halbwelle und je nachdem, ob es die Sinushalbwelle oberhalb der Zeitachse ist, so ist es auch das Spannungsquadrat oberhalb der Zeitachse und sonst eben andersrum. Hier sieht die Spannung ja nun völlig anders aus....jemand eine Idee?
Sarah E. schrieb: > Laut Datenblatt unserer Firma sieht es so aus, als ob der Strom > sinusförmig ist, aber die Spannung rechteckförmig, ... Das ist genau das, was ich weiter oben geschrieben hatte: Johannes E. schrieb: > Um einen Schwingkreis mit 18 kHz anzuregen, würde ich die Brücke mit 18 > kHz takten lassen. Du bekommst damit eine rechteckige Spannung; der > Serienschwingkreis bewirkt, dass der Strom sinusförmig wird. Sarah E. schrieb: > Hier sieht die Spannung ja nun völlig anders aus....jemand eine Idee? Das kommt daher, dass du die Mosfets mit 2 MHz taktest, was in der Praxis niemals funktionieren würde. Du solltest alle Spannungen, die du als Kurze darstellst, im Schematic einen Namen geben (mit F4), ansonsten ist es für jemand anderen schwierig, herauszufinden, was "n010" bedeutet. PS: Der Mitterwert der Sinus-Spannung sollte bei 2,5V bleiben, damit die Spannung symmetrisch ist.
Wenn ich die Dreieckfunktion z.b. jetzt auf 200kHz statt 2mHZ takte, dann wird das signal schon viel unsauberer.... > PS: Der Mitterwert der Sinus-Spannung sollte bei 2,5V bleiben, damit die > Spannung symmetrisch ist. den offset auf 2,5 setzen aber die amplitude bei 1,5 lassen?
Sarah E. schrieb: > Wenn ich die Dreieckfunktion z.b. jetzt auf 200kHz statt 2mHZ takte, > dann wird das signal schon viel unsauberer.... hast du mal an einem realen Gerät gemessen, wie sauber der Sinus dort ist? Damit der Sinus schöner wird, muss die Güte höher werden, also L vergrößern und C verkleinern. >> PS: Der Mitterwert der Sinus-Spannung sollte bei 2,5V bleiben, damit die >> Spannung symmetrisch ist. > > > den offset auf 2,5 setzen aber die amplitude bei 1,5 lassen? Ja, genau.
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Hab ein Paar Sachen angepasst. Jetzt sieht es schon echt toll aus. Die grüne Spannung ist die Ausgangsspannung des Umrichters am Kondensator und an der Induktivität. Wie das mit dem anders beschriften geht hab ich leider noch nicht verstanden. Frage: Wenn meine Spannung maximal ist, fällt der Sinus. Sollte der Strom dann nicht steigen bzw. zumindest nicht negativ werden solange die Spannung anliegt?
Sarah E. schrieb: > Wie das mit dem anders beschriften geht hab ich leider noch nicht > verstanden. Im Schaltplan einfach F4 drücken. Da geht dann ein Sialog auf, in dem man einen beliebigen Namen eintippen kann. Dann kann man diesen Netznamen irgendwo an einer Leitung platzieren und das Netz heist dann nicht mehr Nxxx sondern so wie man eingetippt hat. > Frage: Wenn meine Spannung maximal ist, fällt der Sinus. Sollte der > Strom dann nicht steigen bzw. zumindest nicht negativ werden solange die > Spannung anliegt? Das hängt davon ab, in welcher Richtung die Spannung gemessen wird und in welcher der Strom gemessen wird. Wenn man den Mauszeiger über der Induktivität positioniert, erscheint ein roter Pfeil. Die Richtung dieses Pfeils gibt die positive Stromrichtung an. Um das Vorzeichen zu ändern, kann man einfach die Induktivität umdrehen.
>> Frage: Wenn meine Spannung maximal ist, fällt der Sinus. Sollte der >> Strom dann nicht steigen bzw. zumindest nicht negativ werden solange die >> Spannung anliegt? > > Das hängt davon ab, in welcher Richtung die Spannung gemessen wird und > in welcher der Strom gemessen wird. Wenn man den Mauszeiger über der > Induktivität positioniert, erscheint ein roter Pfeil. Die Richtung > dieses Pfeils gibt die positive Stromrichtung an. > > Um das Vorzeichen zu ändern, kann man einfach die Induktivität umdrehen. Das mit dem F4 hab ich jetzt hinbekommen....änder ich die spule bzw. rotier ich sie, zeigt er mir die stromrichtung in die andere richtung an. Aber es war vorher die richtige richtung, die gemessene Stromrichtung geht erst durch den kondensator und dann durch die induktivität. Und die Spannung ging auch positiv über dem Kondensator und die Induktivität.
Ohne zu wissen, was die Netze N006 und N007 sind und in welcher Richtung der Strom jetzt gemessen wird, kann ich die Frage nicht beantworten.
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Hab die Bezeichnungen jetzt geändert. Der Strom den ich gemessen habe, floss von oben nach unten durch die Spule (der angezeigte Pfeil), also die Richtung, dass er erst durch C3 geht und dann durch L4. Leider hat mein Screenshot das nicht migenommen
Sarah E. schrieb: > Der Strom den ich gemessen habe, floss von oben nach unten durch die > Spule (der angezeigte Pfeil), also die Richtung, dass er erst durch C3 > geht und dann durch L4. OK. So wie es aussieht, verhält sich dein Schwingkreis kapazitiv (Strom ist der Spannung um 90° vorauseilend). Wenn der Schingkreis genau auf die Resonanzfrequenz abgestimmt wäre, müssten Strom und Spannung in Phase sein. Unterhalb der Resonanzfrequenz ist das Verhalten kapazitiv, oberhalb der Resonaz verhält er sich induktiv. Du könntest versuchen, C3 so lange zu ändern, bis du die Resonanz genau getroffen hast. Da die Schwingkreisgüte jetzt relativ hoch ist, ist der Übergang relativ hart und schwierig zu finden. Am besten wird sein, die Induktivität wieder auf 300nH zurück zu ändern und C3 entsprechend größer zu machen. Achte dabei darauf, dass der Strom nicht zu groß wird, sonst begrenzen möglicherweise die Mosfets den Strom.
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ich hab die güte jetzt wieder niedriger gesetzt indem ich das verhältnis aus c & L um jeweils faktor 10 (=faktor 100) geändert hab. leider sieht der sinus jetzt ganz merkwürdig aus. ich hab auch mal die ltspice file angehängt falls du was probieren möchtest. falls du noch ne idee hast würd ich mich freuen lg sarah edit: wenn ich die Kapazität auf 0,025u änder statt 0,02 (jetzt mal bezugnehmend auf die alte situation, wo L=3000nH und c=0,02uF) dann ist die Situation genau umgedreht, d.h. wenn die spannung negativ ist, dann ist es die fallende flanke vom sinus.
Sarah E. schrieb: > leider sieht der sinus jetzt ganz merkwürdig aus. Dein Rechteck hat nicht wirklich 18 kHz, sondern eine wesentlich höhere Frequenz. Der Schwingkreis filtert da jetzt den 18 kHz-Anteil heraus, der relativ klein ist. Sarah E. schrieb: > wenn ich die Kapazität auf 0,025u änder statt 0,02 (jetzt mal > bezugnehmend auf die alte situation, wo L=3000nH und c=0,02uF) dann ist > die Situation genau umgedreht, d.h. wenn die spannung negativ ist, dann > ist es die fallende flanke vom sinus. Mit einer größeren Kapazität erhöhst du die Resonanzfrequenz, der Schwingkreis schwingt also unterhalb der Resonanz und verhält sich kapazitiv und der Strom ist um 90° vorauseilend. Das Ziel wäre, die Kapazität so zu bestimmen, dass die Resonanzfrequenz genau mit der Anregung zusammen fällt. Dann wird die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung 0°.
Johannes E. schrieb: > Mit einer größeren Kapazität erhöhst du die Resonanzfrequenz, du meinst verkleinern oder? Weil das C ja in der Wurzel unterm Bruchstrich steht. Ich hab ja 20kHz vorgegeben als Schaltfrequenz der Brücken, und 20kHz ergibt auch ungefähr die errechnete Resonanzfrequenz des Außekreises. Änder ich entpsrechend C, muss ich L im gleichenmaße in die andere Richtung ändern. Somit habe ich nicht viel Spielraum.
Sarah E. schrieb: > Johannes E. schrieb: >> Mit einer größeren Kapazität erhöhst du die Resonanzfrequenz, > > du meinst verkleinern oder? Ja, richtig. > Ich hab ja 20kHz vorgegeben als Schaltfrequenz der Brücken, und 20kHz > ergibt auch ungefähr die errechnete Resonanzfrequenz des Außekreises. Wenn die Brücken mit 20 kHz schalten und V7 auch 20 kHz hat, dann ist die effektive Frequenz am Ausgang (uA_O - uA_U, die grüne Linie in deinem Screenshot) 40 kHz, also die doppelte Frequenz. > Änder ich entpsrechend C, muss ich L im gleichenmaße in die andere > Richtung ändern. > > Somit habe ich nicht viel Spielraum. Du kannst entweder L oder C ändern, um die Resonanzfrequenz zu beeinflussen. Wenn du herausgefunden hast, dass sich die Phasenlage zwischen 20nF und 25 nF umkehrt, dann ist irgendwo dazwischen ein Punkt, bei dem Strom und Spannung genau in Phase sind.
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