Wenn ich aus einer Gleichspannung eine sinusförmige Wechselspannung erzeugen und hochtransformieren möchte, verwende ich ja im ersten Schritt eine Vollbrücke, die ich mit einer PWM ansteuere. Das Rechtecksignal muss dann später über eine Speicherdrossel geglättet werden. Mit einem Trafo spannt man das Ganze dann hoch. Nun frage ich mich, ob man diese Reihenfolge einhalten muss oder ob man auch das Rechtecksignal mit einem Trafo hochspannen kann, bevor man es mit einer Drossel glättet. Das hätte ja zwei Vorteile: Die Spule wäre wegen der zu erwartenden geringeren Ströme (sekundärseitig des Trafos) viel kleiner. Der Trafo wäre ebenfalls kleiner (wegen der höheren Frequenz vor der Glättung). Ein Grund, warum das eventuell nicht geht, fiele mir ein: Das Rechtecksignal enthält natürlich nicht nur die hohen PWM-Frequenzen, sondern auch die niedrige Zielfrequenz. Ich nehme an, dass man daher nicht auf ein richtiges Eisenschwein verzichten kann...
Ich hoffe, ich kann Dir folgen... Du willst also die "sinuserzeugende" Frequenz durch einen Ferrittrafo "hochspannen", nehme ich mal an. Das PWM-Signal, das nach Filterung/Glättung den Sinus darstellt, ist in der vorhandenen Form nicht geeignet, es zu transformieren. Transformieren kann man nur Wechselspannung - ob nun Sinus oder Rechteck. Auch Pausen sind "erlaubt". (Nennt man "Totzeit(en)") Hast Du schon mal so ein Sinuserzeugendes PWM-Signal gesehen? Dieses verweilt je 10ms abwechselnd im pos. u. neg. Spannungsbereich, wenn auch mit mehreren der o.g. Pausen.
A.B. schrieb: > Ein Grund, warum das eventuell nicht geht, fiele mir ein: Das > Rechtecksignal enthält natürlich nicht nur die hohen PWM-Frequenzen, > sondern auch die niedrige Zielfrequenz. Ich nehme an, dass man daher > nicht auf ein richtiges Eisenschwein verzichten kann... Diese Annahme ist falsch, denn dann müsste ein Netzteil, das (als Grenzwertbetrachtung) eine Gleichspannung liefert einen unendlich großen Trafo haben... > Wenn ich aus einer Gleichspannung eine sinusförmige Wechselspannung > erzeugen und hochtransformieren möchte Dann würde ich mir mal ansehen, wie ein "üblicher" (Solar-)Wechselrichter aufgebaut ist. Der macht nämlich genau sowas. Und auch jeder (Servo-)Umrichter, hinter dem ein Motor hängt (wobei dort dann die Motorinduktivität für den sinusförmigen Strom sorgt).
Die meisten Wechselrichter machen das so, daß sie die Eingangsspannung auf einen (etwa) 400V Zwischenkreis hochtransformieren und daraus eine Vollbrückenschaltung mit nachgeschaltetem LC-Filter zur Erzeugung der sinusförmigen Ausgangsspannung speisen.
Es gibt aber auch die Lösung, die Eingangsspannung (z.B. 24V) direkt auf einen großen(!) Ringkerntrafo zu legen per Vollbrücke. Der Inverter ist damit sehr schwer und groß, aber die Schaltung ist vergleichsweise einfach, die Ausgangsspannung sollte ein schöner Sinus sein. (Zumindest habe ich ein Gerät hier, das genau das tut)
Sorry, du hast ja "Vollbrücke" geschrieben. Ok, aber dann beißt sich deine Aussage mit den weiter oben.
Da beißt sich nix. Transformiert wird die niederfrequente Sinusspannung in jojo_2´s Beispiel - und nicht die erzeugende PWM. Er meint das "Eisenschwein". Nochmal - hoffe, Dir überhaupt richtig zu folgen, aber - Du kannst nicht die in Pulse aufgeteilten Halbwellen (zuerst steigender, dann fallender Duty-Cycle, aber währenddesen nur in einer Spannungsrichtung befindlich) transformieren.
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Hmm, wir reden ja über so ein Signal wie im Anhang. Das kann ich also nicht direkt in einen "kleinen" Trafo hineinschicken, weil der niedrige Frequenzanteil (was du als "nur in einer Spannungsrichtung befindlich" bezeichnest) nicht übertragen würde. Es ist also deswegen ein "großer" Trafo erforderlich (Frequenz klein => Trafo groß). Das war ja auch meine Theorie.
A.B. schrieb: > , wir reden ja über so ein Signal wie im Anhang. So geht es natürlich nicht. Aber du kannst die PWM-Wechselspannung so modulieren, dass ihre Höhe einem gleichgerichten Sinus entspricht, das ausgangsseitig filtern und dann mit einer mit 50Hz gesteuerten Vollbrücke o.ä. zur Last durchschalten. ... Die Probleme werden nicht auf sich warten lassen, wenn du da eine Last mit Blindkomponente anschliesst. Dann kannst du nämlich nicht mehr bei U=0 und I=0 schalten. An diese Problematik sollte man aber auch bei anderen Ansätzen denken.
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Verstehe. Die ursprüngliche Idee war ja die im Anhang. Mit Speicherdrosseln und 50-Hz-Trafo.
Ist es korrekt, dass das "Eisenschwein" hochfrequente Signale nicht nur nicht überträgt, sondern verheizt? Also wäre eine Glättung per Drossel unumgänglich für einen hohen Wirkungsgrad?
A.B. schrieb: > Verstehe. Die ursprüngliche Idee war ja die im Anhang. Mit > Speicherdrosseln und 50-Hz-Trafo. Niemand baut das so. Erst Spannungswandlertrafo, dann Glättungsspule wäre üblich, schon bei Vollbrückendurchflusswandler.
Also "niemand" würde ich nicht sagen. Ich habe schon diverse USVen zerlegt und da waren Eisenschweine drin. Wenn auch keine dicken Drosseln, so weit ich mich erinnere..ich kann ja nochmal schauen.
A.B. schrieb: ... Freilich sind moderne WR ohne Eisentrafo / "mit Drossel" effizienter als die früheren Schwergewichte. Aber "ohne Drossel" ist - in Verbindung mit von Dir beschriebenem "Eisenschwein" - nicht einmal so ganz wahr, sogar dann, wenn man tatsächlich nirgends eine sichtbare Drossel findet... Heiko Kackmatsch schrieb: > Also "niemand" würde ich nicht sagen. Ich habe schon diverse USVen > zerlegt und da waren Eisenschweine drin. Wenn auch keine dicken > Drosseln, so weit ich mich erinnere..ich kann ja nochmal schauen. (Antwort auch an A.B. gerichtet - Heiko dürfte das wissen...) Kann schon sein, wenn man nachdenkt. Ohne Drosseln. Jeder reale T. hat ja zusätzlich zum "Idealen Trafo" (Suchworte: Ersatzschaltbild Transformator, Kopplungsfaktor, ...) mit primärer und sekundärer Hauptinduktivität (oder Magnetisierungsind.) auch noch sog. "Streuinduktivität(en)" auf beiden Seiten. Diese liegen elektrisch betrachtet mit den Haupt-Induktivitäten (oder, evtl. zum besseren Verständnis, theoretisch "an den Klemmen angeschlossen zw. Idealem Tr. und Leitung") in Serie. (Genau wie separate Drosseln.) Das alles aber ist werte- / größenmäßig stark abhängig von der Geometrie, also dem Aufbau. Jedenfalls kann je nach Trafo der Wert dieser "unsichtbaren" Induktivität(en) schon zum Ausfiltern ausreichen. Das alles trifft / träfe auch auf Ferrit-HF-Trafos zu. (Welche in diesem Fall für einen DC-DC-Conv. für den >325V Zwischenkreis benutzt werden könnten.) Wird aber bestmöglich verringert/weitestgehend vermieden, weil dieser Effekt die häufig verwendeten steilflankigen und stark Oberwellen-haltigen Signalformen mehr oder weniger stark verzerrt. Ferrittrafos sind ja schon besser für höhere Frequenzen geeignet als welche mit Eisenkern. Und ja, im Eisenschwein entstehen auch wg. d. HF ziemliche Verluste. Aber: "...dass das "Eisenschwein" hochfrequente Signale nicht nur nicht überträgt, sondern verheizt..." --- Folglich "verheizt statt überträgt", ist so nicht ganz richtig. (s.o.) Sag nochmal mehr dazu, was steht da genau, wo Du das extrahiert hast? ...bitte. Will nur sichergehen, wahrscheinlich meinst Du eh alles richtig.
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Das war nirgendwo abgeschrieben, sondern freies Gefasel. Mein Gedankengang war: Im Eisenschwein führen hohe Frequenzen zu mehr Wirbelstromverlusten (= mehr Heizleistung). Was verheizt wird, wird nicht übertragen. Kann schon sein, dass ein größerer Teil der hohen Frequenzen noch durchkommt, aber man sollte, um das Verheizen zu vermeiden, vorher mit Speicherdrosseln glätten. Man ist ja hier in diesem Fall ohnehin nur an den niedrigen Frequenzen interessiert. Die hohen Frequenzen sind nur Mittel zum Zweck, um per PWM einen Sinus zu "simulieren". Warum ich auf der Geschichte so "herumreite": Ich finde es elegant, dass man auf der Hochspannungsseite keinerlei Halbleitermimik braucht.
Trotzdem ist es besser, zuerst einen sauberen Sinus mit sagen wir 24..48V zu erzeugen und diesen dann auf Netzspannung hochzutransformieren. > Ich habe schon diverse USVen zerlegt und > da waren Eisenschweine drin. Viele USVs machen auch keinen Sinus, sondern einfach ein 50/50 Rechteck oder "modifizierten Sinus" mit etwa 25% Einschaltzeit pro Halbwelle. Da gibts keine PWM-Trägerfrequenz, die man ausfiltern müßte.
A.B. schrieb: > Kann schon sein, dass ein größerer Teil der hohen > Frequenzen noch durchkommt, aber man sollte, um das Verheizen zu > vermeiden, vorher mit Speicherdrosseln glätten. Mal blöd gefragt: Hast Du meinen sehr ausführlichen Beitrag überhaupt gelesen? Und wenn, auch verstanden? Daran zweifle ich. Die von mir genannte(n) Streuinduktivität(en) sind primär wie sekundär da. Und wirken, als wäre vor jeder Klemme (zwischen Anschlußkabel und dieser) des "Idealtrafos" eine Drossel. Die Mehrverluste im Eisenkern durch "die HF-PWM" sind in gewissem Maße schon existent, doch überhaupt Verluste hätte auch eine Drossel mit Ferritkern vor einem - beliebig bekernten - Trafo. Nix ist ideal. Und "durchkommen" - tut ja durch die Filterung (die ja in jedem Fall erwünscht ist, unabhängig davon, wie sie genau vonstatten geht) in beiden Fällen weitestgehend nur die Grundwelle. (Extrembeispiele: Ob nun ... 1.) "Super-Schweinchen" so ideal wie möglich aufgebaut, z.B. als Ringkern mit diesen völlig umschließenden Wicklungen, mit separaten Ferritkern-Drosseln primär, oder ... 2.) "Stinknormal-Sau" mit maximalen Nichtidealitäten, z.B. als EI-Kern, und krass gesagt evtl. noch mit kleinem Luftspalt, und/oder gar mit "Schutztrenntrafo"-artig getrennten Wicklungen, und ohne solche, am Ausgang ist jeweils ein mehr oder weniger schöner Sinus.)
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Ok, dann war mein Verständnis falsch. Danke. Ich ging davon aus, dass je höher die Frequenz ist, desto höher die Eisenverluste ins Gewicht fallen und man deswegen vor dem Trafo auf jeden Fall schon gut filtern sollte und dadurch dann den Wirkungsgrad erhöht (= durch Eisenverluste generierte Abwärme reduziert). Nächste Verständnisfrage: Ich hatte ja weiter oben schon eine erste Signalform skizziert, die man über die Vollbrücke in den Trafo schicken könnte. Könnte man auch dieses Signal hier verwenden?
Mit Niederspannung in einen 50Hz-Trafo, oder zum Zerhacken der >325V hohen Zwichenkreisspannung: Möglich, aber schlecht. Mit der Vollbrücke kann man doch eine echte bipolare PWM einspeisen. Warum also immer wieder auf die falsche Polarität wechseln? DAS erzeugt unerwünschte, vor allem unnötige, Verluste. Edit: Soll das Bild nicht nur zur Darstellung des Prinzips dienen, sondern das echte Signal sein? Recht niedrig, mit 1,4kHz. Da ist aber der nötige Wert der Filterinduktivität(en) recht hoch. Ich bin da nicht sicher, ob das ohne separate Filter sinnvoll machbar wäre... ich glaube nicht. A.B. schrieb: > je > höher die Frequenz ist, desto höher die Eisenverluste ins Gewicht fallen Das stimmt schon... A.B. schrieb: > und man deswegen vor dem Trafo auf jeden Fall schon gut filtern sollte > und dadurch dann den Wirkungsgrad erhöht (= durch Eisenverluste > generierte Abwärme reduziert) ...macht aber leider weniger aus, als Du wohl dachtest. Wenn Du mehr erfahren willst, nimm Dir am besten Dokumente über WR vor. Dieses thematische Hin- und Hergehüpfe ist anstrengend, und hilft Dir auch nix. Aber es geschah, um auf die jeweiligen einzelnen Fragen einzugehen.
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Die Diagramme dienten nur zur Anschauung. Bei realer, höherer Frequenz sieht man ja nix mehr.
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