Hallo an alle ! Ich habe vor mir einen "elektrischen Durchlauferhitzer" zu bauen und will dazu 12 kW Drehstrom dimmen/schalten. Regelt man die Leistung per Vollwellensteuerung (es werde nur ganze Perioden vom Sinus ausgeblendet) ist das dann "besser" als wenn ich die Dinger beinhart per PWM mit z.B. 500 Hz "dimme" ? Wenn ich bei der Vollwellensteuerung immer im U & I Nullpunkt schalte und das bei nur 50 Hz wird dies vermutlich bezüglich Verlustleistung und EMV besser sein als z.B. bei PWM irgendwo im Maximum zu schalten. Zum Einsatz kommen sollen IGBTs oder Mosfets. Im Endeffekt geht´s mit darum ob ich mir die Optokoppler zur Nullpunkterkennung sparen kann oder nicht. Der Heizwiderstand kann in mehr als guter Näherung als ohmsche Last gesehen werden, aber wenn ich zig Ampere (-di/dt) bei z.B. 500 Hz schalte, krieg ich doch sicher auch irgendwann peaks durch die Anschlusskabeln die auch eine kleine Spule darstellen - oder ist das belanglos ?
Naja, wenn Du eine Sinus-Wechselspannung mit per PWM (Rechteck) dimmst, fängst Du Dir wirklich ordentlichst Störungen und Oberwellen ein, und bei diesen Leistungen richtig viel... Der Grund ist ganz einfach: Oberwellen und Mischprodukte. Hier mal ein Beispiel bei 50% Tastverhältnis. Du hast ungerade Oberwellen von Deiner PWM-Frequenz. Also: Grundton: 500 Hz 1. Oberwelle: 1500 Hz 2. Oberwelle: 2500 Hz 3. Oberwelle: 3500 Hz .... So, und nun wird es noch eine Nummer fieser: Dadurch dass Du die eine Frequenz mit der andern aus- und einschaltest, mischt Du die beiden Frequenzen effektiv, bekommst also jeweils zwei Spiegelfrequenzen. Das sieht dann so aus: Grundton, untere Spiegelfrequenz: 450 Hz Grundton, obere Spegielfrequenz: 550 Hz 1. Oberwelle, untere Spiegelfrequenz: 1450 Hz 1. Oberwelle, obere Spiegelfrequenz: 1450 Hz 2. Oberwelle, untere Spiegelfrequenz: 2450 Hz 2. Oberwelle, obere Spiegelfrequenz: 2550 Hz 3. Oberwelle, untere Spiegelfrequenz: 3450 Hz 3. Oberwelle, obere Spiegelfrequenz: 3550 Hz .... D.h. das ergibt jede Menge Störungen. Bei 50% Tastverhältnis nehmen die Amplituden der Störungen in den höheren Frequenzen schnell ab, sind also nicht so stark. Wenn Du jedoch andere Tastverhältnisse hast ergeben sich andere Oberwellen und mit teilweise deutlich höheren Amplituden in den höheren Freqeunzen. Kurzum: Ein Sinussignal per PWM zu "dimmen" ergibt jede Menge Störungen, und zwar teilweise richtig heftige. Es hat schon einen Grund, warum praktisch Jeder solche Sachen nicht per PWM macht, sondern mit Phasenabschnitt oder Phasenanschnitt. Die Oberwellen werden dadurch in einen möglicht niedrigen Freqeunzbereich gelegt. Allerdings könntest Du mit der Heizung noch extremer werden. Und zwar keine Phasenabschnitt oder -anschnitt-Steuerung bauen, sondern die Heizung z.B. mit 10 Hz oder 5 Hz PWM betreiben. Dadurch wären die Störungen nochmals um den Faktor 5 bis 10 bei niedrigeren Frequenzen. Die Heizung selbst dürfte Träge genug sein. Das könntest Du in dem Extremfall bis zur Zweipunktregelung treiben die nur im Nullpunkt ein- oder ausgeschaltet wird.
vielen Dank für die ausführliche Antwort ! Werde dann ganz einfach die Vollwellenpaketsteuerung wählen, An-/Abschnitt macht für mich keinen Sinn da es mir eigentlich nur darum ging die Optokoppler fürn Nulldurchgang zu sparen und die "Regel-Frequenz" kein Thema ist.
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