FU-Zwischenkreis aus DC/DC Wandler speisen Solarpumpe

[Fritz F. (soetasoeta)]

Im aktuellen Projekt soll eine Poolpumpe adäquat zur versorgenden 
PV-Anlage Drehzahl/Leistungsgeregelt werden.

Die in Leistung und Grösse unterschiedliche PV-Module speisen über einen 
jeweils eigenen Step-Up Wandler (unter Berücksichtigung der MPP 
Charakteristik) den ersten Zwischenkreis (48VDC). Dieser wird zusätzlich 
über ein Netzteil aus dem öffentlichen Netz grundversorgt.

Eine Serieschaltung über acht AVE350-48S28-6 DC/DC Wandler setzt die 
48VDC auf 222VDC hoch, diese Gleichspannung speist einen 2,2kW FU direkt 
auf dem DC-Bus ein.

Der FU versorgt dann die in Dreieck geschaltet 1,6kW Drehstrom-pumpe 
(3*220VAC).

Hierzu meine Fragen:

1)
Die FU-Zwischenkreisspannung ist mit 222VDC fast am unteren Limit. Der 
FU akzeptiert Spannungen hinunter bis ca. 190VDC, werden diese 
unterschritten, steigt er aus.

Kann der FU die Pumpe trotz niedriger Zwischenkreisspannung bis zur 
vollen Leistung treiben? Welche zusätzlichen Massnahmen werden nötig? 
Kann ein "normaler" Drehstrommotor einer Kreiselpumpe längerfristig so 
betrieben werden? Die DC/DC Konverter könnten auf eine Gesamtspannung 
von 264VDC hochgetrimmt werden, ist dies nötig/ratsam?

2)
Die DC/DC Konverter AVE350-48S28-6 wurden laut Datenblatt eingangs- und 
ausgangsseitig mit Kondensatoren beschaltet. Die Zwischenkreisspannung 
eines FU`s ist jedoch bekanntlich stark mit Oberwellen belastet. Sind 
zusätzliche Massnahmen zum Schutz der DC/DC Konverter erforderlich?


Ein Bremsen der Pumpe (Anhebung der Zwischenkreisspannung) sollte durch 
passende Rampen beim herunterfahren auszuschliessen sein.

Ich wäre froh, wenn ihr mir diesbezüglich mit eurem Wissen zu Rate 
kommen könntet.

Gruss
Jakob

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Fritz Fritzchen schrieb:
> Kann der FU die Pumpe trotz niedriger Zwischenkreisspannung bis zur
> vollen Leistung treiben?

Ein FU kann so viel Vss erzeugen, wie er Zwischenkreisspannung hat - von 
Verlusten in der Endstufe mal abgesehen. Wenn du also 220V DC als 
Zwischenkreisspannung hast, wird der FU bei 100% 
Ausgangsspannungseinstellung etwa 220Vss (Spitze-Spitze) erzeugen 
können.
Schau dir das Schaltbild meines Selbstbau-FU an, dann siehst du es 
gleich:
http://www.mikrocontroller.net/articles/3-Phasen_Frequenzumrichter_mit_AVR

> Kann der FU die Pumpe trotz niedriger Zwischenkreisspannung bis zur
> vollen Leistung treiben?

Siehe oben. Bei z.B. 220V Zwischenkreisspannung kann der FU maximal 
einen Effektivwert (um jetzt nicht zu tief einzusteigen, gehen wir mal 
von Sinus aus) von etwa 220/1.4142 = 155 Veff erreichen. Das reicht 
sicher nicht für Vollast.

> Sind
> zusätzliche Massnahmen zum Schutz der DC/DC Konverter erforderlich?

Das weisst du nur, wenn du dir anschaust, wieviel Störungen der FU auf 
der Zwischenkreisspannung produziert. Ich sage mal, das etwas 
zusätzlicher Siebaufwand nicht schadet, vor allem ein paar Drosseln zum 
Entfernen der PWM Frequenz sind evtl. hilfreich. Das meiste sollte 
allerdings der dicke Zwischenkreis Kondensator schon plattmachen.

Fritz Fritzchen schrieb:
> Kann ein "normaler" Drehstrommotor einer Kreiselpumpe längerfristig so
> betrieben werden?

Ja, das sollte ohne weiteres gehen, wenn der Motor nicht schon von 
vorneherein an schlechter Isolation leidet. Prinzipbedingt erzeugen die 
meisten FU ja immer PWM Spitzen in Höhe der ZK-Spannung, das sollte bei 
einem 220V/400V Drehstrommotor aber kein Problem sein. Ein 40 Jahre 
alter Motor hier läuft schon jahrelang an meinem FU, obwohl zu der Zeit, 
als er hergestellt wurde, noch keine Rede von sowas war.
Eine gute Idee ist es, die Leitung zum Motor abzuschirmen, weil die PWM 
Frequenz HF-Störungen verursachen kann

[Fritz F. (soetasoeta)]

Danke Matthias für deine Info,

ich finde dein Projekt so genial wie simpel.

Matthias Sch. schrieb:
> Das weisst du nur, wenn du dir anschaust, wieviel Störungen der FU auf
> der Zwischenkreisspannung produziert. Ich sage mal, das etwas
> zusätzlicher Siebaufwand nicht schadet, vor allem ein paar Drosseln zum
> Entfernen der PWM Frequenz sind evtl. hilfreich. Das meiste sollte
> allerdings der dicke Zwischenkreis Kondensator schon plattmachen.
>> Schau dir mal die Netzdrossel im Anhang an, die gammelt bei mir rum,
>> Strom bis 14A sollte diesbezüglich reichen... kann ich diese in
>> den Zwischenkreis auch einsetzen?
>> Die Zwischenkreisspannung hängt derzeit in der Luft, soll diese
>> geerdet werden, oder ist diese FU-Intern mit Erde verbunden?

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Fritz Fritzchen schrieb:
>>> Schau dir mal die Netzdrossel im Anhang an, die gammelt bei mir rum,
>>> Strom bis 14A sollte diesbezüglich reichen... kann ich diese in
>>> den Zwischenkreis auch einsetzen?

Das sollte ohne irgendwelche Änderungen klappen. Die Kondensatoren 
kannst du auch übernehmen.

Fritz Fritzchen schrieb:
>>> Die Zwischenkreisspannung hängt derzeit in der Luft, soll diese
>>> geerdet werden, oder ist diese FU-Intern mit Erde verbunden?

Nein, ist sie nicht, die vermutlich ursprüngliche Konfiguration hatte N 
und L am Gleichrichter und PE war nur am Gehäuse, Kühlkörper oder so.
Wenn es in der Solaranlage eine echte Verbindung zur Erde gibt, lass das 
einfach so und erde nicht nochmal am FU. Wenn nicht, erde wieder nur die 
Metallteile, die du von aussen berühren könntest - sprich, klemm die 
Erde wieder nur an den mit PE bezeichneten Anschluss des FU. Das Erden 
des Minuspoles der ZK-Spannung bringt da keine Vorteile, sondern wird 
nur verwirren.