Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kurzschluss-Strombegrenzung


von Michael H. (hufnaglm)


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Hi an Alle !

Ich kämpfe grade mit einem kleinem Problem. Zur Zeit entwickle ich eine 
3Phasiges AC-Frontend mit dem ich vom Netz ca. 11kW Leistung ziehen 
kann.
Die Schaltungs-Topologie entspricht dem Gesteuerten 6Pulsigen 
Spannungs-Zwischenkreis-Umrichter. Soweit so gut.. bis dato habe ich den 
Prototypen über in  Serie geschaltete Lampen am Netz betrieben (3Phasig) 
und konnte so schon mal ca. 5kW vom Netz ziehen.
Da die Entwicklung weiter geht und ich schön langsam mal volle Leistung 
fahren möchte wird's zeit den Prototypen  Ohne die Serien-Lampen am Netz 
zu betreiben.
Hat irgendjemand eine Idee wie ich im Fehlerfall bei mir am 
Entwickler-Tisch den Kurzschluss-Strom begrenzen kann ? Zur Zeit hänge 
ich an einem 3Phasigen 16C-Sicherungsautomaten (16C = 15*Inenn für die 
Magnetische Sofort-Auslösung)
die IGBTs vertragen aber nur 90A Peak. Ich hatte schon die Idee mit 
flinken 16A Glasrohr Sicherungen wobei ich mir aber nicht sicher bin ob 
die schnell genug sind.

Kennt jemand schon das Konzept einer Längsdrossel ?.. mir würde es 
reichen im Fehlerfall das di/dt auf unter 90A zu bringen sodass der 
automat (oder die sicherung) auslöst bevor der IGBT hinüber ist...

any ideas ?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Michael H. schrieb:
> die IGBTs vertragen aber nur 90A Peak. Ich hatte schon die Idee mit
> flinken 16A Glasrohr Sicherungen wobei ich mir aber nicht sicher bin ob
> die schnell genug sind.
Im Zweifelsfall sind Halbleiter immer schneller.

Und der Zweck einer Sicherung ist nicht, dein Silizium zu schützen, 
sondern dein Haus....

> mir würde es reichen im Fehlerfall das di/dt auf unter 90A zu bringen
90A pro Stunde?

> Kennt jemand schon das Konzept einer Längsdrossel ?
Weißt du schon, dass so eine Drossel unbedarft in die Leitung geschlatet 
hässliche Überspannungen produzieren kann? Und die bringen deine Fets 
sofort um. Ein Überstrom erst nach zu viel I²t...

> bis dato habe ich den Prototypen über in  Serie geschaltete Lampen am
> Netz betrieben (3Phasig)
Auf welcher Seite des Prototypen waren die Lampen?
Mit welcher Last soll der dann schlussendlich betrieben werden?

> any ideas ?
Ein Wort zut Interpunktion: warum machst du vor jedes Fragezeichen ein 
Leerzeichen? Aber nicht vor jeden Punkt?

von Michael B. (laberkopp)


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Lothar M. schrieb:
> Und der Zweck einer Sicherung ist nicht, dein Silizium zu schützen,
> sondern dein Haus....

Daher gibt es Halbleitersicherungen, aha.

Und warum hat ein TRIAC-Dimmer eine Feinsicherung drin ? Das Haus ist 
bei durchbrennender Glühlampe mit Plasmakurzschluss schon durch den LSS 
geschützt.

Michael H. schrieb:
> Kennt jemand schon das Konzept einer Längsdrossel ?.. mir würde es
> reichen im Fehlerfall das di/dt auf unter 90A zu bringen sodass der
> automat (oder die sicherung) auslöst bevor der IGBT hinüber ist...

Jede sinnvolle Elektronik ist gegen Last-Überstrom durch Abschaltung 
geschützt, und wenn man in 1us abschalten kann, braucht mal halt eine 
Drossel die den Stromansiegt erst in 1us erlaubt.

von Der Andere (Gast)


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Michael H. schrieb:
> AC-Frontend

Was ist denn ein "Wechselstrom vorderes Ende", bzw eine "Wechselstrom 
Frontpartie"?

von hausgeist (Gast)


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Hallo,

ich denke Michael meint das so.
AC-Frontend ist der Gleichrichterteil der aus den 3 Phasen eine
DC-Bus Gleichspannung erzeugt.

von Der Andere (Gast)


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Danke, ich kenne den Begriff eigentlich nur von der Software, und da ist 
es der Teil, den der Benutzer sieht. Was ja auch Sinn macht 
(Frontpartie).

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Michael B. schrieb:
> Das Haus ist bei durchbrennender Glühlampe mit Plasmakurzschluss schon
> durch den LSS geschützt.
Und wenn der Dimmer mit 4-8A und somit 1-2kW sachte in der UP-Dose vor 
sich hinschmurgelt?

>> Und der Zweck einer Sicherung ist nicht, dein Silizium zu schützen,
>> sondern dein Haus....
> Daher gibt es Halbleitersicherungen, aha.
Ich habe gelernt: im Zweifelsfall ist das Silizium schneller...

Michael H. schrieb:
> Topologie entspricht dem
> Gesteuerten 6Pulsigen Spannungs-Zwischenkreis-Umrichter.
Also basierend auf
https://www.google.de/search?q=Gesteuerter+6+Pulsiger+Spannungszwischenkreis-Umrichter
In etwa sowas wie dort (und im Anhang):
https://www.eal.ei.tum.de/fileadmin/tueieal/www/courses/UEEML/lecture/2012-2013-W/Pulsumrichter.pdf

von Michael Hufnagl (Gast)


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> Michael H. schrieb:
>> Topologie entspricht dem
>> Gesteuerten 6Pulsigen Spannungs-Zwischenkreis-Umrichter.
> Also basierend auf
> https://www.google.de/search?q=Gesteuerter+6+Pulsi...
> In etwa sowas wie dort (und im Anhang):
> https://www.eal.ei.tum.de/fileadmin/tueieal/www/co...
Grundsätzlich ja.

aber um nochmal auf die Fragestellung zurück zu kommen :
Längsdrossel. Ich hab mal kurz das LtSpice Orakel befragt..

Einphasig betrachtet :

R1 stellt meine Schaltung dar. L1 mit 7mH die Spule die ich in die 
Zuleitung einschleife (100m Bund 1,5mm² aus dem Baumarkt). Wenn ich nun 
mittels MYSW einen Simulierten Kurzschluss einbaue @t=40ms sehe ich dass 
die Strom IR2 in 8,5ms seinen Scheitelwert von 110A erreicht. Eine 
Variaton der Spule ändert größtenteils den Scheitelwert des 
Kurzschluss-Stromes, die Anstiegsgeschwindigkeit ändert sich nicht 
maßgeblich.
Die Kernfrage ist : wenn ich nach L1 eine Flinke Glasrohrsicherung 
einbaue
Sind dann meine Igbts vor Zerstörung geschütz ? Dass das kein 
Schutzkonzept für ein fertiges Gerät sein kann ist mir klar. Mir geht's 
nur um den Schutz des Prototypen. Die Erfahrung hat gezeigt dass ab und 
an mal kleine Hoppalas passieren.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Michael Hufnagl schrieb:
> Eine Variaton der Spule ändert größtenteils den Scheitelwert des
> Kurzschluss-Stromes, die Anstiegsgeschwindigkeit ändert sich nicht
> maßgeblich.
Die Anstiegszeit ist hier wesentlich durch die 50Hz vorgegeben. Mach mal 
den Kurzschluss nicht im Nulldurchgang...

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