Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 3 Phasen Inverter


von Tobias R. (rieto)


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Hi,
kennt jemand eine einfache Schaltung um aus Gleichstrom 3 Phasen 
Drehstrom zu invertieren? Sollte möglichst mit analogen Bauteilen 
realisierbar sein..
Vielen Dank und bis dann

: Verschoben durch User
von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Klingt nach Gabelstaplermotor, Kupplung und Drehstrommaschine - wenn dir 
das analog genug ist.
Viele von uns verwenden heute dafür Frequenzumrichter, aber die sind 
meistens leider digital.

: Bearbeitet durch User
von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Eine EINFACHE Schaltung wird das sowieso nicht.

Du brauchst mindestens einen Sinusoszillator, dann 2x Phasenschieber mit 
jeweils 120 Grad, plus Stromchopper und Endstufe/Filter für jede Phase.

Ein sportliches Projekt.

von hp-freund (Gast)


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Einer von denen:
http://microcontrollerslab.com/three-phase-sine-wave-generator/

und 3 mal Nf-Verstärker -> Trafo oder für mehr Leistung:
http://www.homemade-circuits.com/2012/05/make-this-1kva-1000-watts-pure-sine.html

2. Schaltung von unten.

von Tobias R. (rieto)


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Vielen Dank für die Antworten...
Kann man an den Ausgang von dem Sinus Inverter nicht einen einfachen 
Transistor mit etwas Leistung dranhängen? Der Verstärkt dann den Sinus 
und lässt mehr Power zu ?!?

von hp-freund (Gast)


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Tobias R. schrieb:
> an den Ausgang von dem Sinus Inverter

Welchen?

von Carl D. (jcw2)


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Tobias R. schrieb:
> Vielen Dank für die Antworten...
> Kann man an den Ausgang von dem Sinus Inverter nicht einen einfachen
> Transistor mit etwas Leistung dranhängen? Der Verstärkt dann den Sinus
> und lässt mehr Power zu ?!?

Falls du so was wirklich brauchst, dann kauf dir ein Fertiggerät und 
lass es jemand anschließen, der das auch kann.

Bitte nicht falsch verstehen, aber Drehstrom ist nix zum spielen.

von Tobias R. (rieto)



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an den hier...
Der macht bestimmt zwar nur jeweils 60/120/180 Grad.. aber an die 
Ausgänge kann man doch einfach einen Leistungsstarken Bipolar Transistor 
mit der Basis Anschließen?!? und wegen den nur 60 Grad.. kann man dann 
einfach 2 weiter RC Oszillatoren daneben schalten und dann hat mann 
jeweils 60 Grad verschiebung und im Gesamten 60 - 180 - 300 = jeweils 
120 Grad verschiebung...

von hp-freund (Gast)


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Es kommt natürlich darauf an welche Leistung bzw. Spannung Du erreichen 
willst.
Die Dimensionierung eines 1 Transistor Verstärkers ist hier schön 
beschrieben:

https://www.youtube.com/watch?v=c6cmkm3UPUI

Ab etwas der 10. Minute mit Oszillogrammen.

von Tobias R. (rieto)


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Danke an Carl Drexler für die Warnungen... ja klar Drehstrom hat genug 
Power um jemanden zu Grillen.. aber ich will aus DC Drehstrom machen und 
dabei BAtterien benutzen also alles unter den 50 V .. Nur um es zu 
lernen.. Ich komme aus dem Plannungsbereich für Haustechnik und da macht 
man zwar viel mit Sicherheit und RCDs und so aber nicht aus DC Drehstrom 
:(

von hp-freund (Gast)


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Die gezeigte 3-Phasen-Schaltung "macht" schon 120°.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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> Der verstärkt dann den Sinus und lässt mehr Power zu ?!?
Genau, einfach die Amper hochskillen!

SCNR

von Tobias R. (rieto)


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<ZITAT>

Die gezeigte 3-Phasen-Schaltung "macht" schon 120°.

</ZITAT>

Das erste RC Glied verschiebt die Schwingung um 60 Grad das nächste RC 
Glied dann wieder um 60 Grad also auf 120 Grad und das nächste um 60 auf 
180 Grad ??!?? Wenn ich jetzt aber 3 Phasen Drehstrom will dann brauche 
ich von 0 auf 120 und von 120 auf 240 und von dort den Bezugspunkt 
wieder auf 0 ?!? Stehe ich grad auf dem Schlauch?

von hp-freund (Gast)


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Hatte ich vor langer Zeit auf eine kleine Platine gebaut, kann ich jetzt 
nicht finden, sonst würde ich nachmessen.
Kann mich aber erinnern das es so war.

Noch eine Variante, mit Winkelangaben:

http://flowcon.us/td/3phasegenerator/

von Armin X. (werweiswas)


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Was willst Du denn mit dem Drehstrom betreiben?
Einen Motor? Eine "sichere" Pumpe mit Schutzkleinspannung?
Im Modellbau gibts mittlerweile viele fertige und vor Allem auch 
verlustarme "Regler". Die liefern zwar nur einen Quasisinus aber für 
Motoren rechts dort allemal.
Warum also das Ganze neu erfinden wollen?

Armin

von Tobias R. (rieto)


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Ohh Danke für das PDF... Ich werde die Schaltung mal nachbauen...
Gibt es eigentlich eine Technische Lösung um die Frequenz zu verändern 
also Stufenlos ohne mehrere Kondensatoren über einen Merfachschalter 
abwechselnd parallel zu Schalten? Oder ein Anlassverfahren für 
Synchronmotoren ohne Asynchrone Starthilfe??

von Tobias R. (rieto)


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Ohh du hast deinen Beitrag gepostet als ich meinen schrieb...
Ja es soll ein Drehfeld erzeugt werden ohne Blockschaltbilder sondern 
ein sauberer Sinus soll es werden ...

von hp-freund (Gast)


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Wenn Du die Teile für die 3-Transistor Schaltung da hast bau sie einfach 
mal auf. Wenn ich mich recht erinnere kann man durch änderen der 
Versorgungsspannung die Frequenz ändern. War bei mir als VCO gedacht.

von Tobias R. (rieto)


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Habe die Schaltung nachgebaut... nur habe ich leider kein 
funktionsfähiges Oszi :(
Und wegen der Phasenverschiebung- Kann man einfach zwei weitere 
"Transistorgruppen" danebenschalten um jeweils 120 Grad 
Phasenverschiebung zu haben?

von hp-freund (Gast)


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Tobias R. schrieb:
> kein funktionsfähiges Oszi

Aber eine Soundkarte in PC oder?

https://www.zeitnitz.eu/scope_de

von hp-freund (Gast)


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Du kannst natürlich auch an Stelle der 1µ 47µ nehmen und LEDs an die 
Augänge hängen.

von Tobias R. (rieto)


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Ohha clevere Idee mit der Soundkarte...
Und mit den LEDs danke für den Tip das werde ich direkt mal 
ausprobieren...

von Tobias R. (rieto)


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Heute werde ich leider nicht mehr dazu kommen ..
Trotzdem vielen Dank an alle die mich unterstüzt haben und einen schönen 
Abend euch allen noch...

von Three phase inverter (Gast)


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check this link for three phase sine wave inverter circuit using pic 
microcontroller
http://microcontrollerslab.com/three-phase-sine-wave-inverter/

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Three phase inverter schrieb:
> check this link for three phase sine wave inverter circuit using pic
> microcontroller

And please check this line in the TOs starting post where he states his 
dislike for digital solutions:

Tobias R. schrieb:
> Sollte möglichst mit analogen Bauteilen
> realisierbar sein..

: Bearbeitet durch User
von Carl D. (jcw2)


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Nachteil einer Analog-Lösung ist neben dem Wirkungsgrad auch, daß die 
Bauteile-Toleranzen die "Spulen" dieses virtuellen Drehstromgenerators 
gegeneinander verdrehen. Es sind also immer nur in Summe 360 Grad, aber 
nie in gleichen Teilen. Das macht nur eine digitale Variante. Immerhin 
haben alle 3 "Phasen" die selbe Frequenz ;-)

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Deswegen ja einen Sinusoszillator und zwei getrennte Phasenschieber für 
jeweils 120 Grad...

Der Wirkungsgrad bei analoger oder digitaler Steuerung wird sich bei 
sauberem Aufbau und PWM-gesteuerten Endstufen nicht viel nehmen.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Ben B. schrieb:
> Der Wirkungsgrad bei analoger oder digitaler Steuerung wird sich bei
> sauberem Aufbau und PWM-gesteuerten Endstufen nicht viel nehmen.

Das kann sein, allerdings hat dem TE noch keiner gesagt, das zur 
Erzeugung von PWM dann noch ein Dreieck- oder Sägezahngenerator und 
Komparatoren hinzukommen.

Das Totzeit Problem taucht dann bei Halbbrücken Endstufen auch noch auf, 
das verdoppelt die Anzahl der Komparatoren - och nö, da nehm ich dann 
doch lieber einen MC als Single-Chip Lösung, da kann ich dann auch die 
Frequenz ohne Dreifachpoti einstellen.
Wenn einem allerdings auch Rechteck mit 120° Phasenverschiebung reicht - 
das geht mit einem Oszillator und dem alten CD4018 recht einfach.

: Bearbeitet durch User
von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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> Das kann sein, allerdings hat dem TE noch keiner gesagt, das zur
> Erzeugung von PWM dann noch ein Dreieck- oder Sägezahngenerator und
> Komparatoren hinzukommen.
Doch, das meinte ich mit den Stromchoppern. Die könnte man ähnlich wie 
Class-D Endstufen mit Sigma-Delta-Wandler aufbauen. Dadurch könnte eine 
solche Schaltung eine Phase mit wenig Verlust und viel Bumms erzeugen. 
Alles rein analog ohne µC.

Für das Totzeit-Problem gibt es Schaltkreise, die das lösen. Der IR2110 
z.B. hat für T-ein 120ns und für T-aus 90ns. Wenn 30ns reichen, braucht 
man sich da nicht weiter drum zu kümmern. Ansonsten kann man soweit ich 
weißt mit dem UC3715 z.B. eine Totzeit einfügen. Geht alles, man muß nur 
wollen.

von Carl D. (jcw2)


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Ben B. schrieb:
> Der Wirkungsgrad bei analoger oder digitaler Steuerung wird sich bei
> sauberem Aufbau und PWM-gesteuerten Endstufen nicht viel nehmen.

Ich hatte aus der Aussage des TO
> Kann man an den Ausgang von dem Sinus Inverter nicht einen einfachen
> Transistor mit etwas Leistung dranhängen? Der Verstärkt dann den Sinus
> und lässt mehr Power zu ?!?
nicht geschlossen, daß er PWM nehmen wollte.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Naja es ginge natürlich mit Class-A/B-Endstufen... aber der Wirkungsgrad 
von sowas wäre unterirdisch schlecht. Also für kleine Leistung okay, 
aber wenn jemand Drehstrom will, werden 3x 50W wohl nicht reichen.

von Carl D. (jcw2)


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> Class-D Endstufen mit Sigma-Delta-Wandler aufbauen. Dadurch könnte eine
> solche Schaltung eine Phase mit wenig Verlust und viel Bumms erzeugen.
> Alles rein analog ohne µC.

Ach so, ein Klasse-Digital-Analog-Verstärker. Alles klar!

> Naja es ginge natürlich mit Class-A/B-Endstufen... aber der Wirkungsgrad
> von sowas wäre unterirdisch schlecht. Also für kleine Leistung okay,
> aber wenn jemand Drehstrom will, werden 3x 50W wohl nicht reichen.

Er will aber kleine Leistung, da nur zum experimentieren.

: Bearbeitet durch User
von overthere (Gast)


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Ganz ehrlich, ein Inverrter ist einfach. Aber als Anfänger schon 
garnicht. Und analog wird es schwerer sein.

"Kurzanleitung":
B6 Brücke aus IGBTs (MosFETs bei niedrigen Spannungen), Gate-Treiber, 
Mikrocontroller dahinter. Fertig.

Es gibt billige Mikrocontroller, schau dir mal die CortexM4 Boards von 
NXP an (Kinetis). Gate Driver hat SiLabs tolle.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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overthere schrieb:
> Es gibt billige Mikrocontroller, schau dir mal die CortexM4 Boards von
> NXP an (Kinetis). Gate Driver hat SiLabs tolle.

AVR ist noch billiger und schon in diesem Forum gibts da einige 3-Phasen 
Generatoren:
https://www.mikrocontroller.net/articles/3-Phasen_Frequenzumrichter_mit_AVR
https://www.mikrocontroller.net/articles/Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation

Aber es soll ja nicht digital sein - warum auch immer.

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