Stellglied zur Leistungsregelung

[Martin m. (studentmg)]

Guten Tag liebe Community!

Ich bin auf der Suche nach einem Stellglied zur Leistungsregelung mit 
sinusförmiger Stromaufnahme.

Mit dem Stellglied möchte ich schnell (1 sec.) und vielleicht m.H. eines 
uC die Leistung einer Heizpatrone einstellen können. Z.B. für eine 1kW 
Heizpatrone.

Bei diesen Randbedingungen entfällt meiner Meinung nach ein Stelltrafo 
oder Dimmer. Dann bleibt noch ein Umrichter oder 
Gleichrichter+Tiefsetzsteller übrig.

Nach tagelangem Suchen im Internet und Katalogen brauche ich eure Hilfe 
um ein geeignetes Bauteil endlich zu finden.

Hat jemand eine Idee?

Mit besten Grüßen

[ich (Gast)]

Für die Heizpatrone würde ich ein Solid-State-Relais mit Zerodetect 
nehmen. In einer Sekunde hast du die 1kW-Patrone auf keinen Fall auf der 
Soll-Temperatur. Da reicht doch eine langsame PWM (10s-Takt oder noch 
langsamer).
Wenn ich falsch liegen sollte, dann beschreib mal deine Anforderungen 
genauer, ok?

[Martin m. (studentmg)]

ich schrieb:
> Für die Heizpatrone würde ich ein Solid-State-Relais mit Zerodetect
> nehmen. In einer Sekunde hast du die 1kW-Patrone auf keinen Fall auf der
> Soll-Temperatur. Da reicht doch eine langsame PWM (10s-Takt oder noch
> langsamer).
> Wenn ich falsch liegen sollte, dann beschreib mal deine Anforderungen
> genauer, ok?


In Bild1 habe ich nochmal das Szenario beschrieben. Ich entwickel einen 
Regelkreis, mit dem ich überschüssige elektrische Energie (Bild5-74) 
"verbrauchen" möchte. im ersten Ansatz nehme ich dafür ein passives 
Bauelement: Wiederstand.

Diese PV Anlage schwankt natürlich in der Energie wandlung. Deswegen 
brauche ich ein Stellglied, dass den (angenommen) sinusförmigen Strom 
auch sinusförmig "verbraucht". Deswegen kann theoretisch  schonmal 
Phasenan,abschnitt oder die von dir beschriebene 
Schwingungspaketsteuerung nicht hinreichend gut funktionieren, da im 
hochohmigen Zustand eben keine Energie "verbraucht" wird.


Ich suche ein Stellglied, dass von 0-1kW in möglichst kleinen schritten 
die Leistung einstellen kann.

Grüße

Martin

[Bernie (Gast)]

Dann nimmste eben z.B. 8 Heizpatronen:
1000 W
 500 W
 250 W
 125 W
  63 W
  32 W
  16 W
   8 W

und schaltest die erforderliche Kombination über 8
Solid-State-Relais. In dieser Kombination kannst du
0 W bis (fast) 2 kW mit ca. 8 W Schrittweite in Wärme
überführen.

Wird allerdings nicht ganz billig. ;-)

[маленкий Тролл (Gast)]

1 kW solar in Waerme umwandeln... so eine duemmliche Idee. dann eher 
nicht nach dem Wechselrichter, sondern vorher.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Martin mg schrieb:
> In Bild1 habe ich nochmal das Szenario beschrieben.
Ich habe mal die Dateigröße ohne jeglichen Informationsverlust um den 
Faktor 10 reduziert...

> In Bild1 habe ich nochmal das Szenario beschrieben. Ich entwickel einen
> Regelkreis, mit dem ich überschüssige elektrische Energie (Bild5-74)
> "verbrauchen" möchte.
Wenn ich mit dem Daumen mal die linken beiden Komponenten zuhalte, dann 
sehe ich nur noch das "Netz" und die "Heizpatrone". Das bedeutet für 
mich, dass die "Heizpatrone" vom Netz aus geheizt werden könnte.

> ein passives Bauelement: Wiederstand.
Dieses Bauteil kenne ich noch nicht. Aber ich habe in der letzten Zeit 
schon viel davon gelesen...

Martin mg schrieb:
> Ich entwickel einen Regelkreis, mit dem ich überschüssige elektrische
> Energie (Bild5-74) "verbrauchen" möchte.
Warum?
Warum speist du die Energie nicht inst Netz ein?
Warum steuerst du den WR nicht einfach so an, dass er nicht mehr Energie 
ausgibt (das könnte man sogar soweit treiben, dass er gar nichts mehr 
ausgibt)...
Oder kurz: was ist dein eigentliches Problem?

[Martin m. (studentmg)]

Bernie schrieb:
> Dann nimmste eben z.B. 8 Heizpatronen:
> 1000 W
>  500 W
>  250 W
>  125 W
>   63 W
>   32 W
>   16 W
>    8 W
>
> und schaltest die erforderliche Kombination über 8
> Solid-State-Relais. In dieser Kombination kannst du
> 0 W bis (fast) 2 kW mit ca. 8 W Schrittweite in Wärme
> überführen.
>
> Wird allerdings nicht ganz billig. ;-)

Ich habe auch schon an eine Widerstandskaskade nachgedacht und als 
Notlösung in die Schublade gesteckt;)


> @1 kW solar in Waerme umwandeln... so eine duemmliche Idee.
Es geht hier erstmal um das "wie"

> dann eher nicht nach dem Wechselrichter, sondern vorher.
Dann müsste ich an den Wechselrichter der PV-Anlage dran.Zu kompliziert 
bzw. steht mir nicht zur Verfügung.

>> In Bild1 habe ich nochmal das Szenario beschrieben.
> Ich habe mal die Dateigröße ohne jeglichen Informationsverlust um den
> Faktor 10 reduziert...

Danke dafür.Kommt nicht mehr vor.

>> In Bild1 habe ich nochmal das Szenario beschrieben. Ich entwickel einen
>> Regelkreis, mit dem ich überschüssige elektrische Energie (Bild5-74)
>> "verbrauchen" möchte.
> Wenn ich mit dem Daumen mal die linken beiden Komponenten zuhalte, dann
> sehe ich nur noch das "Netz" und die "Heizpatrone". Das bedeutet für
> mich, dass die "Heizpatrone" vom Netz aus geheizt werden könnte.

Die Heizpatrone soll nur Überschüsse der PV-Anlage "verbrauchen".Kein 
Strombezug aus dem Netz (Bezogen auf die Heizpatrone).

>> ein passives Bauelement: Wiederstand.
> Dieses Bauteil kenne ich noch nicht. Aber ich habe in der letzten Zeit
> schon viel davon gelesen...

:D sorry vertippt. 15 min zum ändern waren leider schon abgelaufen :D

>Oder kurz: was ist dein eigentliches Problem?

Die gelb schraffierten Überschüsse aus Bild5-74 möchte ich 
"verbrauchen".
Dafür suche ich ein Stellglied, dass schnell und genau genug die 
Leistung meiner Heizpatrone einstellen kann. Dabei muss man bedenken, 
dass die PV Anlage einen sinusförmigen Strom produziert und der dann 
auch so wieder "verbraucht" werden muss.

Ich denke das läuft auf einen Umrichter hinaus. Ich habe aber nur 
Frequenzumrichter gefunden. In meinem Fall brauche ich eine konstante 
Frequenz und eine variable Ausgangsspannung. Über die Ausgangsspannung 
möchte ich dann die Leistung ändern- d.h. der Umrichter muss auch noch 
elektrisch Parametrierbar sein.

Ich hoffe jetzt ist es klarer geworden

[Henrik V. (henrik_v)]

Stelltrafo mit Heizpatrone?

oder Netzfilter, Gleichrichter, 70kHz+X PWM , Heizung
(die PWM wird aufwändiger als 8 SSR mit Heizpatronen)

[karl (Gast)]

sowas vielleicht?: 
http://europe.refusol.com/de/zubehoer/ae-pv-heatingsolution/

[Martin m. (studentmg)]

Henrik V. schrieb:
> Stelltrafo mit Heizpatrone?

Ich suche quasi einen elektronischen Stelltrafo. Ein mechanischer ist zu 
lansam bzw nicht praktikabel.


> oder Netzfilter, Gleichrichter, 70kHz+X PWM

Genau das möchte ich fertig kaufen (Müsste auch noch parametrierbar 
sein)!


> http://europe.refusol.com/de/zubehoer/ae-pv-heatingsolution/
Das System hinter dem Link hat fast nichts damit zutun!

[Dieter W. (dds5)]

Ich könnte mir vorstellen, dass eine PFC dafür geeignet ist. Die Teile 
sind ja extra für sinusförmige Stromaufnahme gezüchtet.

Die Leistung (allerdings Gleichstrom!) lässt sich dann am Ausgang mit 
einem Widerstand verheizen.

[MaWin (Gast)]

> Ich suche quasi einen elektronischen Stelltrafo.

Ein Frequenzumrichter (Siemens Micromaster oder so) kann auch das, also 
die 50Hz beibehalten und die Spannung ändern.

Allerdings tut's für dich die Wellenpaketsteuerung per solid state 
relais problemlos mit deutlich weniger als 1 Sekunde Reaktionszeit 
(nämlich 1/50), denn Heizelemente am Stromnetz (und deine PV hängt 
offensichtlich noch am Netz, ist keine Inselanlage) darf man nicht im 
Phasenanschnitt regeln.

[Martin m. (studentmg)]

>> Ich suche quasi einen elektronischen Stelltrafo.
>
> Ein Frequenzumrichter (Siemens Micromaster oder so) kann auch das, also
> die 50Hz beibehalten und die Spannung ändern.

Sicher? Aus den Datenblättern habe ich das nie so herauslesen können.
hilft wohl nur ein Anruf bei Siemens.


> Allerdings tut's für dich die Wellenpaketsteuerung per solid state
> relais problemlos mit deutlich weniger als 1 Sekunde Reaktionszeit
> (nämlich 1/50), denn Heizelemente am Stromnetz (und deine PV hängt
> offensichtlich noch am Netz, ist keine Inselanlage) darf man nicht im
> Phasenanschnitt regeln.

Noch einmal:

Im hochohmigen Zustand: Stromventile sperren, wird kein Strom 
aufgenommen (Bezogen auf die Heizpatrone). Diese überschüssige Energie 
würde mir dann fehlen!

>Ich könnte mir vorstellen, dass eine PFC dafür geeignet ist. Die Teile
>sind ja extra für sinusförmige Stromaufnahme gezüchtet.

Habe ich leider noch nicht zum kauf gefunden! (Einstellbar, 1kW oder 
100W mindestens)

[Henrik V. (henrik_v)]

Fertig kaufen kannst du Leistungsumrichter für Motoren.
Heizung wird normalerweise anders gelöst.
Also mal bei NORD, SEW, Lenze etc anfragen ob die Umrichter (PFC) haben 
die statt Motor auch einen Tauchsieder vertragen.

[Udo S. (urschmitt)]

Warum meinst du die Energie "verbrauchen" zu müssen?

Sorry aber das sieht für mich mal wieder nach einem völlig unnötigen 
Problem aus, weil du dich in irgendwas verrannt hast.

[MaWin (Gast)]

> Im hochohmigen Zustand: Stromventile sperren, wird kein Strom
> aufgenommen (Bezogen auf die Heizpatrone). Diese überschüssige Energie
> würde mir dann fehlen!

Unsinn, es gibt keine Stromventile.

Wellenpaketsteuerung kann in 1/100 Sekunde auf Belastungen reagieren.

Leistungsabweichungen während der Sinuskurve werden vom Netz 
ausgebügelt, jeder laufende Motor macht das.

[Martin m. (studentmg)]

Udo Schmitt schrieb:
> Warum meinst du die Energie "verbrauchen" zu müssen?

Das soll ein Eigenverbrauchssystem werden. PV ist nur zur Anschauung, 
könnte eine X Beliebige Quelle sein.



> Unsinn, es gibt keine Stromventile.

> Wellenpaketsteuerung kann in 1/100 Sekunde auf Belastungen reagieren.

> Leistungsabweichungen während der Sinuskurve werden vom Netz
> ausgebügelt, jeder laufende Motor macht das.

Mein letzter Erklärungsversuch: Eine Wellenpaketsteuerung ist 
ungeeignet!
Warum ist das so? Sie kennt nur die Zustände ein und aus! Meine Quelle 
(PV) liefert aber kontinuierlich Strom ,den ich dann auch so 
"verbrauchen" möchte!
Im sperrenden "aus" Zustand (Bezogen auf die Heizpatrone) würde meine 
PV-Anlage den Strom verkaufen und genau dass möchte ich verhindern. 
Ebenso soll der Kauf von Strom aus dem Netz verhindert werden(Wieder 
Bezug Heizpatrone). Der Stromzähler sollte soweit wie möglich stets 0 
anzeigen.

Das ganze geht noch weiter: Im "ein" Zustand wird die Nennleistung 
benötigt, die aber die PV-Anlage garnicht (komplett) liefern kann: jetzt 
hätte ich (Netto) Strombezug aus dem Niederspannungsnetz, da der Rest 
gekauft werden muss!

[Udo S. (urschmitt)]

Martin mg schrieb:
> Das soll ein Eigenverbrauchssystem werden.

???

Martin mg schrieb:
> Meine Quelle
> (PV) liefert aber kontinuierlich Strom ,den ich dann auch so
> "verbrauchen" möchte!

Warum????????
Unbenutzte Leistung wird nicht ranzig.

Wenn du unbedingt verheizen möchtest und eine PV = photovoltaik hast, 
dann gehe VOR den Umrichter (wurde schon gesagt) da musst du nicht in 
den Umrichter eingreifen, sondern nur an die Klemmen des Umrichter 
eingangs oder der PV Ausgangs.

trotzdem macht dieses "Verbrauchen" bisher noch überhaupt keinen Sinn.

[Uwe (Gast)]

Kannst ja versuchen die Solarzellen zu aktiv zu kühlen (mit der Leistung 
die du loswerden willst). Oder Heizungen damit betreiben und damit 
Wasser zu erhitzen dann ist die Leistung wenigstens genutzt worden).

[etaut (Gast)]

kA ob das jetzt stimmt aber ich denke es geht um folgende Problematik:

Die kWh vom Netzbetreiber kostet mich mehr als ich für die kWh bekomme 
die ich einspeise - also wäre es kostengünstiger die Energie die ich 
erzeuge selbst zu nutzen um diese dann nicht mehr vom Versorger beziehen 
zu müssen. Jetzt muss man eben sinnvoll eigenverbrauchen. Ob das mit der 
Heizpatrone sinnvoll ist sei mal dahingestellt.

Da sich der TE aber darauf versteift nach dem WR die Energie zu nutzen, 
wird das natürlich komplizierter.

[Rainer Z. (razi)]

Hai!

MaWin schrieb:

> Unsinn, es gibt keine Stromventile.

Interessant.

Dann phantasieren also die Herren Prof. Rudolf Lappe,
Prof. Harry Conrad und und Prof. Manfred Kronberg in
ihrem Buch "Leistungselektronik" von Dingen, die es
gar nicht gibt.

Gut zu wissen.

Grusz,
Rainer

[Martin m. (studentmg)]

@Rainer Ziegenbein

Ich hatte keine Lust auf das getrolle ala
> Unsinn, es gibt keine Stromventile.
und top 2:
> Unbenutzte Leistung wird nicht ranzig.
zu reagieren.Recht amüsant.Hehe


Henrik V. schrieb:
> Fertig kaufen kannst du Leistungsumrichter für Motoren.
> Heizung wird normalerweise anders gelöst.
> Also mal bei NORD, SEW, Lenze etc anfragen ob die Umrichter (PFC) haben
> die statt Motor auch einen Tauchsieder vertragen.


Soo ich hab jetzt genug herumtelefoniert und die Frequenzumrichter 
messen die angeschlossene Impedanz, sodass sie mit einem Widerstand 
nicht funktionieren.

Außerdem lässt sich die Ausgangsspannung nur mit der U/f Kennlinie 
ändern.Ich werde wohl die Widerstandskaskade nehmen müssen, wobei daraus 
dann die gestufte Leistung resultiert.

Oder hat hier jemand noch eine Idee?

Beste Grüße