Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Gleichrichtung & Co. für Trafogespann 0-60V/30A


von Dirk R. (doerkst)


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Moin,

ich habe vor Urzeiten mal einen Stelltrafo 0-250V/2300VA und einen 
Trafoklotz 230V-2x30V/2x30A vor dem Elektroschrott bewahrt. Jetzt ist 
der Moment gekommen, wo die beiden Dicken wieder zum Einsatz kommen 
sollen: Als Netzteil für ein Mehrachsen-Schrittmotorsystem. Ein Motor 
hat ~6,5A Nennstrom und hängt an einer Endstufe mit max. 80V 
Versorgungsspannung und 8A Strom (Spitze, nicht kontinuierlich). Deshalb 
der Stelltrafo: 1. 60VAC mal 1,4 macht 84VDC (etwas zuviel), 2. Beim 
Einsatz anderer Endstufen kann die Spannung angepasst werden.
Als ich mir Brückengleichrichter im Metallgehäuse angesehen habe, musste 
ich feststellen, dass bei 30A rund 70W Abwärme entstehen. Dann bin ich 
auf aktive Gleichrichter und diese Grafik gestossen: 
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Diode_mosfet.svg
So wie es aussieht, liege ich in dem Bereich (wenn RDSon=20mOhm), wo 
sich Diode und MOSFET treffen- lohnt sich da der Aufwand eines aktiven 
Gleichrichters?

von panikplauze (Gast)


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Um die 70W wegzubekommen musst du auch ein wenig Aufwand treiben. Wie 
kommst du eigentlich auf die 70W?

Es gibt MOSFET's die eine Größenordnung besser sind als 20mOhm, womit du 
die Verlustleistung auf ein Maß bekommt, bei dem keinerlei Aufwand 
betrieben werden muss.

von Harald W. (wilhelms)


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Dirk R. schrieb:

> Als ich mir Brückengleichrichter im Metallgehäuse angesehen habe, musste
> ich feststellen, dass bei 30A rund 70W Abwärme entstehen.

Such Dir einen besseren Gleichrichter. 30...50W wären typisch.

> Dann bin ich auf aktive Gleichrichter gestossen

Bei 60V ist das kaum lohnend. Wenn Du einen Ladekondensator verwenden
willst, ist der Aufwand zur Ansteuerung auch schon etwas komplizierter.
Gruss
Harald

von Dirk R. (doerkst)


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panikplauze schrieb:
> Um die 70W wegzubekommen musst du auch ein wenig Aufwand treiben. Wie
> kommst du eigentlich auf die 70W?

Das war so im Datenblatt eines 35A-Brückengleichrichters im 
Metallgehäuse angegeben. Allerdings bin ich schon am Überlegen: Bei 
einem 2kW-Netzteil können schon mal 100W Heizleistung anfallen, das 
klingt noch normal.

> Es gibt MOSFET's die eine Größenordnung besser sind als 20mOhm, womit du
> die Verlustleistung auf ein Maß bekommt, bei dem keinerlei Aufwand
> betrieben werden muss.

Genau die suche ich gerade! Ich habe schon welche mit 6mOhm gefunden, 
die halten aber nur 30V aus... Hah- jetzt habe ich einen: IRFP 4568 
(150V, 171A). Naja- wer sucht, ...

von Dirk R. (doerkst)


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Harald Wilhelms schrieb:

> Such Dir einen besseren Gleichrichter. 30...50W wären typisch.

Ich habe mir jetzt diverse Brückengleichrichter angesehen- die liegen 
alle bei rund 70W Verlustleistung (35A Strom). Dass bei mir "nur" max. 
30A rauskommen, macht jetzt auch nicht groß den Unterschied (sind dann 
immer noch 65W).
Der Schaltungsaufwand ist auch das Einzige, was mich die Heizungslösung 
wählen lassen würde...

von MaWin (Gast)


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Rechne doch vorher lieber mal aus, was deine Schrittmotore wirklich 
benötigen.

Denn du hast vermutlich das Konzept von Chopper-Schrittmotortreibern als 
Step-Down Stromschaltregler nicht verstanden, obwohl dein Ursprungspost 
inhaltich nicht ausreichend ist um das schlussendlich zu beurteilen.

http://de.nanotec.com/faq_123_schrittmotor_netzteil.html

http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.10

von Dirk R. (doerkst)


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MaWin schrieb:
> Rechne doch vorher lieber mal aus, was deine Schrittmotore wirklich
> benötigen.
>
> Denn du hast vermutlich das Konzept von Chopper-Schrittmotortreibern als
> Step-Down Stromschaltregler nicht verstanden, obwohl dein Ursprungspost
> inhaltich nicht ausreichend ist um das schlussendlich zu beurteilen.
>
> http://de.nanotec.com/faq_123_schrittmotor_netzteil.html

Nach deren Rechnung (meine Motoren sind lustigerweise von Nanotec) bin 
ich bei 160W pro Motor. Eine Wicklung hat zwar nur 1,6mH, dafür sollen 
die Teile aber auch Drehzahl liefern (wenn möglich bis 2000U/min)- 
deshalb die hohe Versorgungsspannung, um noch bei hohen Schaltfrequenzen 
den Nennstrom reinzudrücken.
Das Konzept der Schrittmotortreiber habe ich so verstanden: Viel Strom 
-> lange an, kurz aus (PWM) und: Hohe Frequenz -> hohe Spannung aufgrund 
induktiven Widerstands.
Das Jumbonetzteil habe ich im Sinn, weil ich die beiden Trafos rumliegen 
habe. Zum Anderen habe ich Endstufe und Motor an einem 
24V/8A-Schaltnetzteil laufen lassen, das fing beim Beschleunigen und 
Bremsen an, seltsame Pfeifgeräusche zu machen. Deswegen kam ich auf die 
kupferintensive Lösung...

von .. (Gast)


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2000rpm fuer einenSchrittmotor sind unrealistisch. Der Motor macht diese 
Drehzahl eh nicht als Dauerleistung. Und auf mehreren Achsen 
gleichzeitig auch nicht. Was soll's denn werden?

von Dirk R. (doerkst)


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.. schrieb:
> 2000rpm fuer einenSchrittmotor sind unrealistisch. Der Motor macht diese
> Drehzahl eh nicht als Dauerleistung. Und auf mehreren Achsen

2000 U/min als Dauerleistung war auch nicht geplant, sondern als 
Spitzenwert für kurze Strecken.

> gleichzeitig auch nicht. Was soll's denn werden?

CNC-Maschine im Schreibtischformat...

von MaWin (Gast)


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> meine Motoren sind lustigerweise von Nanotec

Nanotec stellt keine Motoren her, die liefern irgendwas.

>  160W pro Motor.

Macht bei 80V 2A pro Motor, 6A zusammen, grösser müssten Gleichrichter 
und Elkos nicht ausgelegt werden (ein kleiner Vorwiderstand nach dem 
Trafo wäre gut um den Diodenspitzenstrom zu verringern).

> Das Konzept der Schrittmotortreiber habe ich so verstanden: Viel Strom
> -> lange an, kurz aus (PWM) und: Hohe Frequenz -> hohe Spannung aufgrund
> induktiven Widerstands

Das wesentliche fehlt: Höhere Spannung (80V) als der Motor braucht (z.B: 
2.3V) heisst niedrigere Stromaufnahme (sattt 6.5A nur 6.5/80*2.3 = 
186mA) aus dem Netzteil.

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