Hallo zusammen! Stefan, 31, Nürnberg Bin seit langem stiller Leser und habe mich endlich angemeldet, weil ich eine Frage habe, die mir bisher keiner beantworten konnte. Da hier die meisten Experten sind, denke ich, dass ich bei euch gut aufgehoben bin. -> Ich suche seit langem Unterlagen bzw. Erklärungen zu Schaltfrequenzen, die in einem alten Frequenzumrichter (ca. 1970) vorkommen. Vom "Sound", den der Motor beim Anlaufen abgibt, scheint es so, dass ein gewisser niederfrequenter Bereich während des Hochlaufens mehrfach durchfahren wird. Einen ähnlichen "Klang" haben auch die Unterflurantriebe von neuen Zügen. Kennt jemand die Technik, die bei solchen Umrichtern verwendet hat? Oder hat jemand zufällig Unterlagen zu solchen FUs? Vielen Dank schonmal :-)
Vor den Zeiten von MOSFET und IGBT hat man Thyristoren und GTOs in Umrichtern verwendet. Wie das in den 70er aussah, kann ich leider nicht sagen. Das "komische" Geräusch kommt von der Anzahl der Stützstellen, die pro Sinushalbwelle verwendet werden. Mit steigender Frequenz werden es immer weniger. Daher die "Straßenbahngeräuschkulisse".
Poste doch mal ein Foto. Ansonsten bestimmt man die Frequenz üblicherweise mit einem angehängtem Oszi.
Stefan E. schrieb: > Vom "Sound", den der Motor beim Anlaufen abgibt, scheint es so, dass ein > gewisser niederfrequenter Bereich während des Hochlaufens mehrfach > durchfahren wird. Is doch klar das der Generator erst seine Frequenz erreicht wenn er seine Nenndrehzahl hat.
Teo Derix schrieb: > Is doch klar das der Generator erst seine Frequenz erreicht wenn er > seine Nenndrehzahl hat. Hää?
Danke Carsten und Dennis. Ein Foto kann ich leider nicht machen, da der alte FU leider schon abgebaut wurde. Sonst hätte ich auch ein Video gemacht, wo man das Teil mal in Aktion sieht - und hört. Eine Sehenwürdigkeit ist das Teil allemal. Zwei große Rittal-Schränke, voll mit handfester Technik. Gewickelte Widerstände in Unterarmgröße, Platinen mit vielen kleinen ICs, Transistoren, ... und alles schön per Hand aufgebaut. Mit der Abwärme dieses Umrichters hätte man locker eine 3-Zimmer-Wohnung heizen können. Das Teil stand übrigens in einem Möbelhaus in Hirschaid, und hat eine 18-kW-Wasserpumpe für eine Fontäne betrieben. Anscheinend hat sich die Reparatur nicht mehr gelohnt, daher musste das Teil einem neuen FU weichen :'( Ich werde dort mal mit der Geschäftsleitung sprechen, vielleicht haben die zufällig noch Unterlagen oder können mir zumindest den Hersteller nennen. Dann könnte ich da noch ein wenig recherchieren. Zum Stichwort GTO/Thyristor werde ich mal suchen, vielleicht gibt es noch ein paar alte Überbleibsel im Internet.
Olaff schrieb: > Hää? Ich hatte vermutet das das Teil noch aus Motor u. Generator besteht, diese Technik ist dann doch wohl noch'n paar Jahrzehnte älter :)
@ Teo Derix: Die Variante Motor=>Generator wurde bis vor wenigen Jahren noch in der Schweißindustrie verwendet, da Rotationsumformer fast wartungsfrei waren und sich in weiten Bereichen einstellen ließen. Die modernen Inverter bieten mehr Komfort, Einstellmöglichkeiten, Leistung/Gewicht und sind günstiger. Im privaten Bereich hatte sich lange Zeit der Trafo + gesteuerte Halbbrücke durchgesetzt, manchmal auch Leistungskaskade genannt. Sowas findet man nur noch in Hochleistungsanlagen, wie z.B. bei Schweißrobotern. zum Thema Frequenzumrichter: ich habe bisher nicht herausfinden können, wie die "Spannungstreppen" oder die Stützpunkte bei der Sinuserzeugung erstellt wurden. Gibt es da Formeln oder Rechenmuster?
Stefan E. schrieb: > zum Thema Frequenzumrichter: ich habe bisher nicht herausfinden können, > wie die "Spannungstreppen" oder die Stützpunkte bei der Sinuserzeugung > erstellt wurden. Gibt es da Formeln oder Rechenmuster? Heute arbeiten die Umrichter meist mit fester Frequenz für die PWM-Erzeugung. Die liegt oft so hoch, daß man sie nicht mehr hören kann. Früher konnten die "Schalter" nicht so schnell umschalten. Da hat man mit viel niedrigeren Schaltfrequenzen, die nur wenige Vielfache der Netzfrequenz betragen haben, arbeiten müssen. GTOs sind halt nicht sehr flott. Man hat eine Mindesteinschaltdauer einhalten müssen. Dabei hat man diese Einschaltpulse entsprechend verteilt. Stieg die Ausgangsfrequenz, paßten irgendwann nicht mehr alle Pulse in eine Halbwelle. Dann hat man wieder einen oder mehrere weggelassen. Daher die charakteristische Geräuschkulisse. Nur zum Vergleich: Mitte der 90er war ein 5kW Umrichter mit GTOs ungefähr so voluminös wie ein dickes Midi-Tower-Gehäuse. Zur Berechnung: Bei 50Hz hast Du für eine Halbwelle 10ms Zeit. Mit einer 16kHz PWM brauchst Du die Pulseweite nur mit einer Sinusfunktion modulieren und Du bist fertig. Für den old-fashioned-way nimmst Du z.B. eine Mindesteinschaltdauer und -pausendauer von 1ms an. Nun versuche damit einen 50Hz Sinus nachzubilden. In den 10ms könntest Du max. 5x ein- und ausschalten. (Nicht das dabei schon ein Sinus herauskommt.) Mit ein wenig Integralrechnung kannst Du nun für die 50Hz die optimalen Schaltvorgänge bestimmen. Ist die Frequenz tiefer, passen mehr Schaltvorgänge in eine Halbwelle....
Danke, Carsten! Ich hab schon kleine FUs bis 1 kW mit dem Arduino aufgebaut, da ist die PWM-Sinuserzeugung wirklich kein Problem ob mit Tabelle oder Berechnung. Und die Mosfets schalten problemlos auch bis mehrere 10 kHz, selbst bei mäßiger Treiberleistung. Ich werde mal versuchen, die PWM so niederfrequent zu machen, dass ich zumindest akkustisch dieses "Gangschalten" simulieren kann. Mir ist auch klar, dass so eine Technik weder für Motor noch für alles andere vorteilhaft ist. Bin eben ein bisschen ein Retro-Fan :) Und ich werde mal meine Foto-Datenbank durchforsten, denn ich erinnere mich, dass ich vor Jahren schon mal ein Foto von dem Monster gemacht habe. Lg Stefan
Hallo,
erzähl doch bitte mal mehr darüber (Arduino FU)-
besonders wie die Leistungsseite aussieht - wie wird EMV gelöst - welche
"besonderen" Bauteile (z.B. bei den C's) wurden warum verwendet?
Mit welchen Background wurde der FU aufgebaut (Privates Hobbyprojekt
ohne Hochschulhintergrund ?).
Besteht eine breitschaft deinen FU Sketch für den Arduino zu
veröffentlichen ?
Evtl. Web Page mit dein FU vorhanden ?
mfg
Bastler
Hallo Bastler, bitte erwarte da nicht zu viel von mir. Meine Erfolge, wenn man sie so nennen kann, basieren auf Lesen, Abschauen, Ausprobieren und Geld für neue Teile ausgeben :) Also, die Leistungsseite bestand aus 6x IR840, angesteuert mit IR2110. Seperates SMPS mit 15 V, welches direkt am Zwischenkreis angeschlossen war. EMV hab ich nicht sehr beachtet, weil die teils "fliegenden" Verdrahtungen nie für den Dauerbetrieb gedacht waren, sondern eher zum Testen und Ausprobieren. Eingangsseitig ohne PFC direkt ans Netz, danach überbrückbaren Ladewiderstand 120 R, dann zur Hauptpufferung ein 1000 µF / 350 V Elko, dann Speicherdrossel zur Glättung. Danach 220 µF / 400V direkt vor den Halbbrücken. Am UVW keine Entstörkondensatoren oder Ausgangsdrosseln. Aber eine geschirmte Leitung zum Motor ;) Bei meinem ersten FU habe ich die High-Sides mit Optokopplern angesteuert, aus der Not heraus, weil ich keine Treiber-ICs mehr hatte. Da lag dann die maximale PWM bei 800 Hz. Nicht gerade ein Meisterwerk. Als Testumgebung hat es mir damals vollkommen ausgereicht. Der Motor hat in den unteren Drehzahlen auch ganz schön geruckelt. Zu den Sketches: Mein erster Versuch ksm völlig ohne Interrupts und Sinusberechnungen aus. Ich habe da einfach eine Tabelle mit den Schaltzuständen der Transistoren erstellt und habe die schrittweise abgefragt. Mit 1/6f Sprungzeit und 4µs fester Totzeit. Das lies sich ganz gut regeln, aber nur drehzahlmäßig. Im zweiten Versuch habe ich einen fertigen Sketch im Internet gefunden und nach meinen Bedürfnissen angepasst (Pinnummern, Werte). Da hat sich der Motor schon angehört, als wäre ein richtiger FU dahinter. Ich habe bisher noch nichts über meine "Basteleien" veröffentlicht, da sie sehr rudimentär waren, fachlich kaum fundiert und ein Nachbau mit Sicherheit keinen Lerneffekt gehabt hätte. Vielleicht den, dass man nicht alles im Netz nachbauen soll... Mein aktuelles Projekt "Retro-FU" kann ich gerne mal dokumentieren und auch veröffentlichen. Kenntnisse liegen im Umfang eines FH-Studiums Elektrotechnik vor, allerdings habe ich Mathe zum Großteil wieder verdrängt :) Gute Nacht allerseits und bis nachher, Stefan
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