Hallo, gibt es eigentlich eine Möglichkeit einen Kondensator verlustfrei zu laden? D.h. irgendwie mit einem Schwingkreis, oder ähnlich. Oder gibt es keinen Weg an 0,5 C u^2 vorbei? Dank und Gruß
:
Verschoben durch Admin
> gibt es eigentlich eine Möglichkeit einen Kondensator verlustfrei zu > laden? Verlustfrei gibts nur in der idealisierten Theorie, aber nie in der Realität. > Oder gibt es keinen Weg an 0,5 [∗] C [∗] u^2 vorbei? Warum willst Du an der Realität "vorbei"?
Einen idealen Kondensator kannst Du über eine ideale Induktivät verlustfrei laden. Du mußt lediglich unendlich lange warten, bis die ungedämpfte Resonanzschwingung abgeklungen ist.
AIX schrieb: > Hallo, > > gibt es eigentlich eine Möglichkeit einen Kondensator verlustfrei zu > laden? D.h. irgendwie mit einem Schwingkreis, oder ähnlich. Oder gibt es > keinen Weg an 0,5 C u^2 vorbei? Das ist die Energie, die im Kondensator gespeichert ist. Was sagt die Gleichung deiner Meinung nach aus? Zu den Verlusten beim Laden macht Sie nämlich ganz sicher keine Angabe. AIX schrieb: > Schaltregler zählt nicht :-) "Ich hätte gerne eine Lösung für mein Problem, aber nicht die, die alle nehmen und die sicher funktioniert".
Wenn du über eine Induktivität ladest und genau dann, wenn der Ladestrom Null wird, die Verbindungs trennst, hast du kaum Verluste. Schalten im Nulldurchgang ist ein üblicher Lösungsweg im Umgang mit Induktivitäten.
Nimm eine Stromquelle (z.B. Nabendynamo), richte ggf. gleich und lade damit den Kondensator. Das ist Verlustfrei. Stromquellen laden Induktivitäten Verlustfrei.
Ziehe doch einfach die Platten auseinander. Da bei verrichtet er aber arbeit gegen das E-Feld zack da ist der "Verlust"
Danke für die Antworten. Wenn ich einen Kondensator über einen Widerstandlade, sollte 0,5*C*u^2 in wärme umgesetzt werden. Schaltregler geht in meiner Anwendung nicht wirklich, ich muss einen Kondensator wenige kV vorladen. Da wird mir dann der Schalter und die Induktivität zu groß/teuer. Ich dachte, wenn man ein bisschen rumspielt, kommt man vielleicht auf eine andere Idee. Die Verluste interessieren mich nur weil sie abgeführt werden möchten...
AIX schrieb: > dann der Schalter und die Induktivität zu groß/teuer. Ich dachte, wann dachtest du das es verlustfreie Bauteile gibt? (Kondensatoren wie Zuleitungen)
AIX schrieb: > Hallo, > > gibt es eigentlich eine Möglichkeit einen Kondensator verlustfrei zu > laden? D.h. irgendwie mit einem Schwingkreis, oder ähnlich. Oder gibt es > keinen Weg an 0,5 C u^2 vorbei? > > Dank und Gruß Du vermischt hier aber zwei Sachen. Die obige Formel stellt den Energieinhalt eines Kondensators dar. Kennst doch sicher die "Aufleitungsregel" für Potenzfunktionen. Der Exponent wird um 1 erhöht, während die Basis mit dem Kehrwert des neuen Exponenten multipliziert wird. Siehst du ja auch in der obigen Formel. Wo sollen da Verluste sein? Verluste hast du durch den Innenwiderstand des C, durch den Widerstand deiner Ladeschaltung etc. Die obige Formel hat aber nichts damit zu tun.
:
Bearbeitet durch User
Und was spricht dagegen, statt R ein L zu nehmen? Oder sage dich einfach, was du machen willst.
AIX schrieb: > Da wird mir > dann der Schalter und die Induktivität zu groß/teuer. Die eigentliche Frage war also: Wiemöglichst effizient und mit vertretbarem Aufwand. Sag das doch gleich. Leider braucht es für eine konkrete Anwort noch ein paar Informationen: Maximalspannung am Kondensator, Minimale Spannung auf die entladen wird, Kapazität Ladezeit Entladezeit Häufigkeit/Frequenz Ein Wandler scheint Dir zu aufwändig? Stell Dir vor es gibt Leute denen mach sowas Spass, denen hüpft das Herz bei solchen Fragen. Die elektromagnetische Induktion mit der wir noch heute den Strom erzeugen kennen wir seit 1831,die Batterie als Voltasche Säule seit 1800 und die ersten Vorläufer der Influenzmaschinen seit etwa 1775. Die ersten elektrischen Experimente waren folglich der Elektrostatik und Hochspannung gewidmet. Es entspricht gutem bastlerischen Traditionbewusstsein diese Themengebiete auch heute nicht zu vernachlässigen. hauspapa
Benedikt S. schrieb: > Ziehe doch einfach die Platten auseinander. > > Da bei verrichtet er aber arbeit gegen das E-Feld zack da ist der > "Verlust" Warum? Die Arbeit, die er verrichtet, ist ja nachher im Kondensator gespeichert.
AIX schrieb
> D.h. irgendwie mit einem Schwingkreis, oder ähnlich.
Das ist das Grundprinzip des klassischen Schaltreglers mit einer Spule.
Ja es gibt noch rein kapazitive Spannungsinverter und Verdoppler. Die
haben halt die Verluste die du nicht haben willst.
Wie kommst du denn zu der irrigen Annahme, dass Induktivität und Schalter gross und teuer sein müssen. Deine Strategie ist kontraproduktiv. Mit "herumspielen" wird das nichts. Setz dich hin und studiere die gängigen Lösungen eingehend. Da waren schon gescheitere als du vor dir am Werk. Die Induktivitäten sind klein, und die Schalter sind Halbleiterdioden. Richtig eingesetzt - in der üblichen Schaltung - sind auch die Dioden klein und kostengünstig. Und: Nein, vorkauen werde ich dir das nicht. Nachdem du dir nicht mal die Mühe machst, eine Problembeschreibung mit Beschreibung der Randbedingungen zu erstellen, will ich deine Faulheit nicht weiter unterstützen. Finde selbst die üblichen und guten Lösungen, die es bereits fertig gibt.
Hm, nettes Umfeld hier :-) E. S. schrieb: > Die obige Formel stellt den > Energieinhalt eines Kondensators dar. die gleich den verlusten sein sollte, wenn ohmisch geladen wird. Achim S. schrieb: > Und was spricht dagegen, statt R ein L zu nehmen? ungedämpfter Schwingkreis -> doppelte spannung, L muss relativ groß und stormbelastbar sein. hauspapa schrieb: > Ein Wandler scheint Dir zu aufwändig? zu groß und zu teuer. Helmut S. schrieb: > Ja es gibt noch rein kapazitive Spannungsinverter und Verdoppler. Die > haben halt die Verluste die du nicht haben willst. das wäre noch was zum knobeln. danke. Lader schrieb: > Wie kommst du denn zu der irrigen Annahme, dass Induktivität und > Schalter gross und teuer sein müssen. habe ich berechnet. bei z.B. 2kV hast du bei billigen igbts (wenig Id) endliche anstiegs/abfallzeiten + eventuell noch die minimale pulslänge. verwurstet man das wird mir die Induktivität zu groß und zu teuer für meinen einsatzzweck (da die spannungsdifferenz bei leeren Kondensator so groß ist). Kann nur am L oder dt schrauben, da ich das ding in endlicher zeit laden möchte. -> fällt für mich höchstwahrscheinlich raus. Lader schrieb: > Und: Nein, vorkauen werde ich dir das nicht. Nachdem du dir nicht mal > die Mühe machst, eine Problembeschreibung mit Beschreibung der > Randbedingungen zu erstellen, will ich deine Faulheit nicht weiter > unterstützen. Finde selbst die üblichen und guten Lösungen, die es > bereits fertig gibt. ich kenne zwei lösungen. Resistives Element oder SNT. Beide haben große Nachteile (Pulsbelastbarkeit des R/PTC/NTC und spannungsfestigkeit oder halt größe und kosten des Schalters/L. Vielleicht kennt jemand noch eine andere. Jetzt wollte ich halt mal plaudern und spielen was es sonst noch so gibt :-) Mache ich immer so ... sorry :-) Randbedingungen: Kondensator (paar hundert µ) auf paar kV aufladen aus DC Quelle (genauere Spezifikatione habe ich auch noch nicht). Ding ist am Anfang leer.
Ich verstehe immer noch nicht, warum die Induktivität groß und teuer werden soll. Die Existenz von Zündspulen ist dir im Groben und Ganzen bewusst? Es gibt ja sogar schnelle Dioden für 2kV. Ich würd mir jetzt nen Sperrwandler bauen.
Hallo thor, danke für deine Antwort ich hatte als erstes an einen buck converter gedacht. Nimmt man als Beispiel einen Igbt mit rise und fall time von 3µ und maximalen Strom von 10 Ampere, muss die Speicherdrossel bei angenommen 2kV schon 600µH haben (bin gerade unterwegs und im Kopfrechnen nicht der beste :-D). 600µH und 10 Ampere plus Spannungsfestigkeit ist schon ein kleiner Brummer. Bin mir nicht sicher, aber das müsste doch dann auch für den Flyback gelten, oder?
@AIX (Gast) >ich hatte als erstes an einen buck converter gedacht. Quark^3. Du willst nicht eine Sekunde vonn ganz vielen kV auf wenige kV runtertransformieren. Ein Step Up ist das Mittel der Wahl. > Nimmt man als >Beispiel einen Igbt mit rise und fall time von 3µ Hä?? Ein IGBT ist KEIN Relais! Moderne IGBTs haben Schaltzeit, die fast an die von MOSFETs rankommen. Das habe ich vor Kurzem live erfahren. 10ns Anstiegszeit bei einer 400V Halbbrücke. Das ist IRRE schnell und macht eher mehr Probleme mit EMV als es löst! > und maximalen Strom >von 10 Ampere, muss die Speicherdrossel bei angenommen 2kV schon 600µH >haben (bin gerade unterwegs und im Kopfrechnen nicht der beste :-D). Keine Ahnung was du da rechnest, aber ich würde mal sagen es ist Unsinn. >600µH und 10 Ampere plus Spannungsfestigkeit ist schon ein kleiner >Brummer. Die brauchst du nicht mal ansatzweise. >Bin mir nicht sicher, aber das müsste doch dann auch für den Flyback >gelten, oder? Oder. Wie immer verweise ich auf die Netiquette. Sag was INSGESAMT rauskommen soll!!!
Und sag, wie deine Lösung mit R aussehen würde. Wenn es die gibt, geht es mit L genau so einfach. Wenn nicht, kennen wir Deine Aufgabe gar nicht (und du vielleicht auch noch nicht. Anscheinend ist nicht mal klar, ob die DC-Quelle viel höher oder niedriger ist)
Dass das mit einem Schaltregler im Endeffekt "Verlustlos" geht ist ja bekannt. Um einen Kondensator ohne brutale Ströme (hohe Verluste) zu laden, empfiehlt sich ein PWM-Controller mit einstellbarem Softstart. Der kann eine einstellbare Spannungsrampe fahren, und deinen Kondensator dadurch mit Konstantstrom laden. Die Rampe kann man so auslegen, dass die Strombegrenzung des Reglers nicht triggert. Was die Topologie angeht, die wählt man Anhand Ein- und Ausgangsspannung sowie Ströme und sontige Anforderungen aus. Die hast du nicht genannt. Ich würde mal sagen, für 2kV muss man aus dem Stromnetz hochsetzen, also würde sich ZUNÄCHST ein Boost anbieten. Schön am Boost ist auch, dass man Potentialmässig auf der Lowside sitzt, ein unschätzbarer Vorteil bei 2kV. Problem beim Boost: Bis 315V (Gleichrichtspannung Netz) ist der im Normalfall nicht kurzschlussfest, und das Laden damit ungesund, zumindest bei Netzspannung/Impedanz :-) Da müsste man also was tun. SEPIC und Flyback haben dieses Problem wiederrum nicht. Vielleicht sind deshalb dise günstiger? Wir wissen es nicht. Man kann auch den Boost so aufbauen, dass das geht. Aber bei 2kV einen Hig-Side-FET ansteuern will man nicht ohne Not. Es fehlen Details...
Jede Spule hat Verluste. Die Verlustleistung einer Induktivität ergibt sich aus dem ohmschen Widerstand R der Kupferdrähte nach RI². Nach dieser Formel hast du nur zwei Möglichkeiten, den Verlust in einer Spule auf 0 zu senken: R=0 via Supraleiter. (Allerdings sinkt die Sprungtemperatur mit steigenden Strom. Was auch nur logisch ist.) I=0 via Such dir ein anderes Hobby.
Hallo, zu ihrer Fragestellung finden sie nur im Bereich "Science-Fiction" Antworten, die sie auch noch glauben können. Mit verzweifeltem Gruß MKch
Okay, vielleicht habe ich mich unklar ausgedrückt, aber der Ton ist echt angespannt hier. Falk B. schrieb: > Wie immer verweise ich auf die Netiquette. > Sag was INSGESAMT rauskommen soll!!! Ich möchte aus einer DC Quelle (konstant, z.B. 2kV) einen leeren Kondensator laden. Ich suche eine Vorladeschaltung. Die Ladezeit ist mir relativ egal (nicht im µs Bereich), die Verluste auch, solange ich sie händeln kann. Wird mir einem Widerstand vorgeladen, ist die Belastung doch beachtlich. Netiquette gelesen. "Es beschreibt allgemein den guten Umgangston im Internet." :-D Falk B. schrieb: > Hä?? Ein IGBT ist KEIN Relais! Moderne IGBTs haben Schaltzeit, die fast > an die von MOSFETs rankommen. Das habe ich vor Kurzem live erfahren. > 10ns Anstiegszeit bei einer 400V Halbbrücke. Das ist IRRE schnell und > macht eher mehr Probleme mit EMV als es löst! Das gilt vielleicht für Leistungs IGBTs in der niedrigen Spannungsklasse. Falk B. schrieb: >> und maximalen Strom >>von 10 Ampere, muss die Speicherdrossel bei angenommen 2kV schon 600µH >>haben (bin gerade unterwegs und im Kopfrechnen nicht der beste :-D). > > Keine Ahnung was du da rechnest, aber ich würde mal sagen es ist Unsinn. ist UL = L di/dt mit den angenommen rise und fall Zeiten. Ul ist halt am Anfang riesig und es darf der maximale Schalterstrom nicht überschritten werden. Achim S. schrieb: > Und sag, wie deine Lösung mit R aussehen würde. Wenn es die gibt, geht > es mit L genau so einfach. Wenn nicht, kennen wir Deine Aufgabe gar > nicht (und du vielleicht auch noch nicht. Anscheinend ist nicht mal > klar, ob die DC-Quelle viel höher oder niedriger ist) Spannungsquelle - R - C. Das hatte ich wohl missverständlich ausgedrückt. DC-Quelle ist fix und Kondensator muss aufs gleiche Potential.
@AIX (Gast) >Ich möchte aus einer DC Quelle (konstant, z.B. 2kV) einen leeren >Kondensator laden. Ich suche eine Vorladeschaltung. OK. > Die Ladezeit ist mir >relativ egal (nicht im µs Bereich), die Verluste auch, solange ich sie >händeln kann. Warum suchst du dann nach einer verlustfreien Ladeschaltung? >Wird mir einem Widerstand vorgeladen, ist die Belastung doch beachtlich. Welche Belastung? Wie groß ist denn dein Kondensator? 1nF? 1uF? 1mF? Welche maximale Ladezeit ist akzeptabel? >Netiquette gelesen. "Es beschreibt allgemein den guten Umgangston im >Internet." :-D Nicht nur das, er beschreibt vor allem eine sinnvolle, technische Kommunikation. https://www.mikrocontroller.net/articles/Netiquette#Klare_Beschreibung_des_Problems >> Hä?? Ein IGBT ist KEIN Relais! Moderne IGBTs haben Schaltzeit, die fast >> an die von MOSFETs rankommen. Das habe ich vor Kurzem live erfahren. >> 10ns Anstiegszeit bei einer 400V Halbbrücke. Das ist IRRE schnell und >> macht eher mehr Probleme mit EMV als es löst! >Das gilt vielleicht für Leistungs IGBTs in der niedrigen >Spannungsklasse. Was heißt hier niedrig? Ich rede von 600-1200V IGBTs. OP, damit kann man so ohne weiteres keinen 2kV Tiefsetzsteller bauen, aber das macht man so oder so nicht so einfach. >ausgedrückt. DC-Quelle ist fix und Kondensator muss aufs gleiche >Potential. Wenn die Ladezeit und die Verluste egal sind reicht ein simpler Ladewiderstand.
AIX schrieb: > Die Ladezeit ist mir > relativ egal (nicht im µs Bereich), die Verluste auch, solange ich sie > händeln kann. > Wird mir einem Widerstand vorgeladen, ist die Belastung doch beachtlich. Dein Gelaber ohne konkrete Zahlen und Werte ist noch beachtlicher. Und dann wunderst du dich über den Ton?
Hallo, noch mal zur Vorladung. Wir haben in unseren DC-Lokomotiven auch Zwischenkreise vorzuladen bis 4,5kV. Dafür verwenden wir bis heute entsprechende Leistungswiderstände. Verwendet man dafür elektronische Vorladeeinrichtungen, verliert man an Zuverlässigkeit, denn jedes zusätzliche Bauteil kann und wird auch ausfallen. Ein weiterer Vorteil von Vorladewiderständen ist, dass man den Vorladevorgang einfach überwachen kann. Eine Überwachung ist auch zwingend erforderlich, weil bei einem Defekt im Zwischenkreis, Brandgefahr besteht. Die Verluste beim Vorladen fallen ja nicht so häufig an und fallen normalerweise, im Verhältnis zu anderen betriebsmäßig auftretenden Verlusten nicht ins Gewicht. Man muss also wählen zwischen Betriebssicher und Zuverlässigkeit und etwas Verluste sparen. Gruß Manfred
Manfred K. schrieb: > Verwendet man dafür elektronische Vorladeeinrichtungen, verliert man an > Zuverlässigkeit, denn jedes zusätzliche Bauteil kann und wird auch > ausfallen. Das Problem hat die Automobilindustrie auch, die lösen das mit Redundanz und Ausfallerkennung. Aber die müssen ja auch Flottenverbräuche erreichen. AIX schrieb: > Achim S. schrieb: >> Und sag, wie deine Lösung mit R aussehen würde. Wenn es die gibt, geht >> es mit L genau so einfach. Wenn nicht, kennen wir Deine Aufgabe gar >> nicht (und du vielleicht auch noch nicht. Anscheinend ist nicht mal >> klar, ob die DC-Quelle viel höher oder niedriger ist) > > Spannungsquelle - R - C. Das hatte ich wohl missverständlich > ausgedrückt. DC-Quelle ist fix und Kondensator muss aufs gleiche > Potential. Und wie schnell muss der aufs gleiche Potential? Warum muss deine Spule 10A aushalten? Wenn ich nen Sperrwandler mit 1:1 Windungszahlenverhältnis nehme, komme ich auf einigermaßen entspannte Werte. Abgesehen vom Schalttransistor der natürlich sehr große Spannungen abkönnen muss. Aber die Ströme sind alle beherrschbar. Hab mal ein bischen gesucht und den IXBF12N300 gefunden. tf ist ein bischen lahm, aber damit sollten so 100kHz möglich sein. Die Spule kann dann so im 100er-µ Bereich sein.
Falk B. schrieb: > Warum suchst du dann nach einer verlustfreien Ladeschaltung? Weil ich die Verluste nicht handeln konnte. Habe ich einfach einen Vorladewiderstand kommen da Spitzenleistungen raus, die ich nicht händeln kann. Bsp. Vdc = 2kV, Rlade = 1kOhm, C = 500µ, dann komme ich auf 4kW Spitzenleistung am Widerstand. Gibt es vielleicht, ich konnte jedoch keinen finden, der das auch spezifiziert. Falk B. schrieb: > Welche Belastung? Wie groß ist denn dein Kondensator? 1nF? 1uF? 1mF? > Welche maximale Ladezeit ist akzeptabel? Belastung des Vorladewiderstands. Ich versuche mich da gerade allgemein einzuarbeiten. Im Bereich von einigen 100µF (wahrscheinlich kleiner 500µF). Falk B. schrieb: > Was heißt hier niedrig? Ich rede von 600-1200V IGBTs. OP, damit kann man > so ohne weiteres keinen 2kV Tiefsetzsteller bauen, aber das macht man so > oder so nicht so einfach. Die kleineren IGBTs (10 Ampere / 2kV) die ich mir angeschaut habe, hatten relativ langsamme Schaltzeiten. Somit liegt auch über der Induktivität relativ lange eine Spannung an -> Induktivität muss groß sein, damit der Strom klein ist. Falk B. schrieb: > Wenn die Ladezeit und die Verluste egal sind reicht ein simpler > Ladewiderstand. Ladezeiten bis eine Sekunde sind überhaupt kein Problem. Kannst du mir Widerstände empfehlen, welche ich mir mal anschauen könnte? Das Problem ist die doch recht hohe Peakleistung, wenn die Ladezeit nicht unendlich werden soll. Der Andere schrieb: > Dein Gelaber ohne konkrete Zahlen und Werte ist noch beachtlicher. > Und dann wunderst du dich über den Ton? Ist nur eine Machbarkeitsstudie und Kostenabschätzung für ein Hochschulprojekt. Deswegen sind die Zahlen etwas wage. Zum Frustabbau allgemein kann ich dir Sport empfehlen. Manfred K. schrieb: > Wir haben in unseren DC-Lokomotiven auch Zwischenkreise vorzuladen bis > 4,5kV. Dafür verwenden wir bis heute entsprechende Leistungswiderstände. Kannst du da mal einen Hersteller nennen? Oder Eventuell einen Typ. Die müssten dann ja auch extrem Pulsfest sein (und das ist häufig nicht spezifiziert). THOR schrieb: > Wenn ich nen Sperrwandler mit 1:1 Windungszahlenverhältnis nehme, komme > ich auf einigermaßen entspannte Werte. Abgesehen vom Schalttransistor > der natürlich sehr große Spannungen abkönnen muss. > Aber die Ströme sind alle beherrschbar. Wenn die Schaltzeiten klein bleiben, stimme ich dir zu. Was ist der Vorteil vom Sperrwandler? eine galvanische Trennung brauche ich nicht, ich brauche aber einen Trafo, welcher funktionsisoliert sein muss. Wird das so normalerweise gebaut? Kannst du erklären warum? THOR schrieb: > Hab mal ein bischen gesucht und den IXBF12N300 gefunden. tf ist ein > bischen lahm, aber damit sollten so 100kHz möglich sein. Die Spule kann > dann so im 100er-µ Bereich sein. FETs sind relativ teuer im vergleich zu IGBTs. Wäre aber auch noch eine Möglichkeit um schneller zu schalten und so den Strom zu verringern. Ein paar 100 µH für die Spule hatte ich auch berechnet.
Nen FET mit 2500V Sperrspannung wirst du vermutlich nicht finden. Nen BJT vielleicht, aber keinen FET. Im 1700V Bereich findet man die BJTs für die Ablenkung bei CRT Monitoren. Der Sperrwandler hat den Vorteil, dass man über das Windungszahlenverhältnis bestimmen kann, welche Spannung bei welchem Dutycycle rauskommt. Er hat allerdings den starken Nachteil, dass der Lasttransistor eine induktive Last treiben muss. In dem Zusammenhang wäre ggf. eine Topologie vorteilhaft, wo der Strom von allein zum Erliegen kommt. Gegentakt Flusswandler, SEPIC, sowas. Ich hab für den 1A Sperrwandler eben mal überschlagen dass man da so mit 50W Schaltverlust bei 100kHz rechnen muss. Das ist jetzt gegenüber dem Lastwiderstand schon fast wenig. Andere Frage: Wäre es auch eine Option, den Kondensator aus 230V zu laden? Das würde die Konstruktion deutlich vereinfachen.
@AIX (Gast) >Weil ich die Verluste nicht handeln konnte. Habe ich einfach einen >Vorladewiderstand kommen da Spitzenleistungen raus, die ich nicht >händeln kann. Bsp. Vdc = 2kV, Rlade = 1kOhm, C = 500µ, dann komme ich >auf 4kW Spitzenleistung am Widerstand. Gibt es vielleicht, ich konnte >jedoch keinen finden, der das auch spezifiziert. Die gibt es, im Zweifelsfall mehrere in Reihe schalten. Oder mit einem größeren Widerstand laden, dann dauert es halt länger. Ich wiederhole mich. Was sind dein Grenzwerte, die du akzeptieren kannst? >> Welche Belastung? Wie groß ist denn dein Kondensator? 1nF? 1uF? 1mF? >> Welche maximale Ladezeit ist akzeptabel? >Belastung des Vorladewiderstands. Ich versuche mich da gerade allgemein >einzuarbeiten. Im Bereich von einigen 100µF (wahrscheinlich kleiner >500µF). Frage und Antwort passen keine Sekunde zusammen ;-) Siehe oben. >Ladezeiten bis eine Sekunde sind überhaupt kein Problem. Kannst du mir >Widerstände empfehlen, welche ich mir mal anschauen könnte? Das Problem >ist die doch recht hohe Peakleistung, wenn die Ladezeit nicht unendlich >werden soll. Die meisten normalen Drahtwiderstände sind für 5s um Faktor 10 überlastbar (bezogen auf die Verlustleistung). D.h. bei 4kW Peak reicht ein Widerstand mit 400W Dauerleistung. 2kV sind ja nicht wirklich viel, da kann man einfach mehrere Zementwiderstände in Reihe schalten, z.B. die 17W Zementwiderstände von Conrad & Co. Bei max. 1s Ladedauer und 500uF darf tau max. 0,2s sein, d.h. R = tau/C = 0,2s/500uF = 400 Ohm Pmax = U^2/R = 2kV^2 / 400 = 10kW Es gibt auch Volumenwiderstände, die sehr hohe Pulsleistungen schlucken können. Allerdings darf man dann nicht zu oft laden, denn irgendwann sind die auch mal heiß. Wenn wir den Faktor 10 Peak/Dauerleistung mal belassen, brauchst du einen 1kW/400 Ohm Widerstand. Sowas gibt es als Bauteil oder aber Zusammenschaltung mehrerer kleiner Leistungswiderstände. http://www.vishay.com/resistors-fixed/wirewound/ http://www.high-voltage-resistors.com/ http://www.kanthal.com/en/products/resistors-and-capacitors/bulk-ceramic-resistors/ >Ist nur eine Machbarkeitsstudie und Kostenabschätzung für ein >Hochschulprojekt. Deswegen sind die Zahlen etwas wage. OMG! Ich würde meinen, daß das Grundkonzept schon falsch ist. Denn bei 500uF/2kV verbrät man bei ohmscher Ladung IMMER satte 1000J im VOrwiderstand. Ein Kondensatorlader als Schaltregler mit 230V Speisung verheizt nicht mal 10% davon. >Kannst du da mal einen Hersteller nennen? Oder Eventuell einen Typ. Die >müssten dann ja auch extrem Pulsfest sein (und das ist häufig nicht >spezifiziert). Extrem pulsfest müssen sie nicht sein, nur etwas überlastfähig. >Wenn die Schaltzeiten klein bleiben, stimme ich dir zu. Was ist der >Vorteil vom Sperrwandler? Einfacher Aufbau. >eine galvanische Trennung brauche ich nicht, >ich brauche aber einen Trafo, welcher funktionsisoliert sein muss. Normal. >FETs sind relativ teuer im vergleich zu IGBTs. Wäre aber auch noch eine >Möglichkeit um schneller zu schalten und so den Strom zu verringern. Ein >paar 100 µH für die Spule hatte ich auch berechnet. Naja, für einen Experimentalaufbau KAUFT man sich eine passende HV-Quelle, das ist 10x billiger, schneller und im Ergebnis besser, als wenn übermotivierte Bastelstudenten meinen, mal fix sowas selber zu bauen. http://iseg-hv.com/en/
Falk B. schrieb: > OMG! > > Ich würde meinen, daß das Grundkonzept schon falsch ist. Denn bei > 500uF/2kV verbrät man bei ohmscher Ladung IMMER satte 1000J im > VOrwiderstand. Ein Kondensatorlader als Schaltregler mit 230V Speisung > verheizt nicht mal 10% davon. Nein, muss leider aus der DC-Quelle geladen werden. Falk B. schrieb: > D.h. bei 4kW Peak reicht > ein Widerstand mit 400W Dauerleistung. 2kV sind ja nicht wirklich viel, > da kann man einfach mehrere Zementwiderstände in Reihe schalten, z.B. > die 17W Zementwiderstände von Conrad & Co. Das wären dann über 20 Stück, unter der Annahme sie sind spannungsfest. Aber Danke da schaue ich noch mal, ob ich wirklich eine Angabe im Datenblatt finde, dass man die Dinger um Faktor 10 überlasten darf (wird wahrscheinlich auch temperaturabhänig sein). Falk B. schrieb: > Einfacher Aufbau. im Vergleich zum Buck-Converter? Könntest du das näher erläutern? Falk B. schrieb: > Naja, für einen Experimentalaufbau KAUFT man sich eine passende > HV-Quelle, das ist 10x billiger, schneller und im Ergebnis besser, als > wenn übermotivierte Bastelstudenten meinen, mal fix sowas selber zu > bauen. Verstehe ich nicht. Quellen sind vorhanden und selbst bauen wollte ich diesbezüglich nichts. Wenn wäre das SNT um aus der DC-Quelle den Kondensator zu laden, um den Vorladewiderstand zu ersetzten.
Hallo, Ergänzung zur Vorladung: Die Vorladewiderstände in unseren DC-Loks sind Drahtwiderstände, oftmals 2 hintereinander, wegen der notwendigen Spannungsfestigkeit. Im Störfall liegt ja die volle Eingangsspannung am VL-Widerstand. Der VL-Widerstand selbst ist ungekühlt und ist so ausgelegt, dass etwa 3 Vorladevorgänge in 10 Minuten möglich sind. Also auch keine besonderen Anforderungen. Reine Induktivitäten zum Vorladen verbieten sich, weil man dadurch eine Überladung auf die doppelte Eingangsspannung bekommt. Gruß Manfred
@AIX (Gast) >Das wären dann über 20 Stück, unter der Annahme sie sind spannungsfest. >Aber Danke da schaue ich noch mal, ob ich wirklich eine Angabe im >Datenblatt finde, dass man die Dinger um Faktor 10 überlasten darf (wird >wahrscheinlich auch temperaturabhänig sein). Siehe Anhang. >> Einfacher Aufbau. >im Vergleich zum Buck-Converter? Ja. >Könntest du das näher erläutern? Nö ;-) >> Naja, für einen Experimentalaufbau KAUFT man sich eine passende >> HV-Quelle, das ist 10x billiger, schneller und im Ergebnis besser, als >> wenn übermotivierte Bastelstudenten meinen, mal fix sowas selber zu >> bauen. >Verstehe ich nicht. Quellen sind vorhanden und selbst bauen wollte ich >diesbezüglich nichts. Wenn wäre das SNT um aus der DC-Quelle den >Kondensator zu laden, um den Vorladewiderstand zu ersetzten. Eben dieser Selbstbau zum Ersatz des Ladewiderstands macht man auch nicht wirklich. Schon gar nicht bei 2kV. Das ist selbst für Profis eine ganz ordentliche Herausforderung.
AIX schrieb: > Spannungsquelle - R - C. Das hatte ich wohl missverständlich > ausgedrückt. DC-Quelle ist fix und Kondensator muss aufs gleiche > Potential. Hallo AIX, jetzt geh doch bitte mal darauf ein, warum Du Spannungsquelle - L - C nicht genauso verwenden kannst? Mache L so groß, dass der Strom klein genug bleibt.
... wenn's glücklich macht ... Leistungswiderstände gibt es, sie wurden bereits erfunden. Manche Firmen verkaufen sie sogar. http://www.metallux.de/uploads/media/Leistungswiderstaende-Metallux.pdf http://de.rs-online.com/web/p/leistungswiderstande-im-alugehause/7014021/ Gruss
@Achim S. (achs) >jetzt geh doch bitte mal darauf ein, warum Du >Spannungsquelle - L - C >nicht genauso verwenden kannst? Mache L so groß, dass der Strom klein >genug bleibt. Schon mal simuliert, wie groß man L machen müßte und wie groß das dann real ist? Außerdem muss man diesen Schwingkreis absichtlich schlecht (verlustreich) machen, damit er nicht überschwingt.
Falk B. schrieb: > Schon mal simuliert, wie groß man L machen müßte und wie groß das dann > real ist Nein. Irgendwie habe ich das C und die Zeit noch immer nicht herausgefunden (ja, ich weiss, irgendwo sind die bestimmt mal vom TO angegeben, ich finds aber nicht!) Genauso ist es mit der erlaubten Größe. Von der selbsgewickelten Spule in Bleistiftgröße bis zur Zündspule aus dem Auto habe ich keine Ahnung, wo er hin will. Falk B. schrieb: > Außerdem muss man diesen Schwingkreis absichtlich schlecht > (verlustreich) machen selbst dazu habe ich keine Vorgabe gefunden, also wieviel Verlust er toleriert, oder Überschwingen. Oder welchen Wirkungsgrad er mit Buck-Boost erreichen wollte.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.