Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik FU selbst bauen


von Markus (Gast)


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Hallo

Ich möchte mir das Wissen für einen FU anlesen und einen mit IGBTs 
aufbauen. Möchte aber nicht mit Netzspannung direkt hantieren und mir 
dadurch beim Coden irgendwann miz IGBTs das Augenlicht nehmen, wenn 
Splitter beim ungewollten Kurzschluss durch die Gegend fliegen.
Ich möchte nachdem ich die Theorie felsenfest verstanden habe, mir dann 
überlegen wie ich sowas aufbauen und ansteuern kann. Ich möchte das 
Gelernte am Schluss einfach in die Praxis umsetzen.
Ich würde das Projekt dann  hier Schritt für Schritt beschreiben.
Prinzipiell müsste sowas auch machbar sein, wenn ich mit einem Trafo die 
gefährluche Netzspannung runter transformiere. Wäre das eine Lösung? Was 
schlägt ihr mir da vor, damit ich auch ohne Gefahr herum experimentieren 
kann. Ich kaufe von mir aus auch was fertiges, wenns bezahlbar ist bis 
30 Euro. Aber schöner wäre es, wenn ich das selbst basteln könnte. Das 
müsste ja prinzipiell mit Mosfets auch funktionieren. Ich brauche auch 
nicht wirklich einen hohen Strom.

von Dirk L. (garagenwirt)


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Markus schrieb:
> Hallo
>
>  Möchte aber nicht mit Netzspannung direkt hantieren und mir
> dadurch beim Coden irgendwann miz IGBTs das Augenlicht nehmen, wenn
> Splitter beim ungewollten Kurzschluss durch die Gegend fliegen.

Die Schutzbrille ist erfunden!

von Stefan F. (Gast)


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Markus schrieb:
> Prinzipiell müsste sowas auch machbar sein, wenn ich mit einem Trafo die
> gefährluche Netzspannung runter transformiere. Wäre das eine Lösung?

Ja.

Aber ich glaube, du wolltest eine konkretere Frage stellen. Richtig?

von Markus (Gast)


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Hallo Stefan

Ja später vielleicht, wenn ich bei der Theorie bin. Ich wollte nur mal 
abklären, ob das auch so mit dem Trafo tut. Spannung in diesem Fall mit 
Trafo runter transformieren und zuerst mit mosfets ansteuern.
Vielen Dank

von Markus (Gast)


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Dirk L. schrieb:
> Markus schrieb:
> Hallo
>  Möchte aber nicht mit Netzspannung direkt hantieren und mir dadurch
> beim Coden irgendwann miz IGBTs das Augenlicht nehmen, wenn Splitter
> beim ungewollten Kurzschluss durch die Gegend fliegen.
>
> Die Schutzbrille ist erfunden!

Ja, ich möchte aber trotzdem nicht Teile von IGBTs im Zimmer sammeln 
gehen. :D

von mukel (Gast)


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Alternativ könntest du auch den Gleichrichter weglassen und das ganze 
per Labornetzteil versorgen, falls du sowas hast.

von Stefan F. (Gast)


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Markus schrieb:
> Spannung in diesem Fall mit
> Trafo runter transformieren und zuerst mit mosfets ansteuern.

Drücke doch klarer aus! Das könnte man so verstehen, dass du die MOSFET 
vor (wegen zuerst) den Transformator (als an der 230V Netzspannung) 
platzieren willst!

von abc. (Gast)


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Hmm, belies dich erstmal über E-Maschinen Regellung. Stichworte 
Raumzeigermodulation, D-/Q-Transformationen (Park-Clarke Transformation 
nicht vergessen), Feld- und Stromorientierte Regellung. Wie so ein 
Motorkennfeld aufgebaut ist, ergibt sich dann von selbst.

Damit bist du erst mal genug beschäftigt. Danach schnappst dir einen 
12V-Motor und machst erste Gehversuche. Wenn das klappt, kann man die 
Endstufe auch auf 230V hochskalieren.

von W.S. (Gast)


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Markus schrieb:
> Ich möchte mir

Markus schrieb:
> Ich möchte nachdem

Markus schrieb:
> Ich möchte das

Markus schrieb:
> Was schlägt ihr mir da vor

Nein, wir sind hier nicht von den schlagenden Vereinen.

Wenn du sowas vorhast, dann fang einfach an. Zuerst mit dem Entwurf des 
eigentlichen Leistungsteils, denn da hast du ja 6 Ausgangstreiber (je 3x 
nach low und 3x nach high).

Mein Rat dazu wäre, daß du dir nen passenden Hybrid-IC von Mitsubishi 
zulegst. Etwa sowas:
PSS05S51F6
oder du schaust mal dort:
http://www.mitsubishielectric.com/semiconductors/php/oSearch.php?FOLDER=/product/driversensor/hvic

Und wenn du dort was für dich Sinnvolles entdeckt hast und auch ne 
Bezugsquelle gefunden hast (Tip: GLYN), dann kannst du dich an die 
Schaltung machen und dort natürlich zu allererst eine steuerseitige 
Verriegelung erfinden, also in TTL ne Schaltung, die ZUVERLÄSSIG 
verhindert, daß du beide Treiber in einem Strang bei einem Programfehler 
oder einem Aufhängen deines Steuer-µC mal eben aktivierst. Das würde 
dann nämlich wirklich KAWOMM machen.

So, und der Rest ist Mikrorechnerei, allerdings beim späteren Einsatz 
eben auf Netzspannung -es sei denn, du setzt hinreichend schnelle 
Optokoppler dazwischen.

W.S.

von Mani W. (e-doc)


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Einen FU selber bauen halte ich für ziemlich aussichtslos, da es
genug Firmen mit fertigen Produkten heute um wenig Geld anbieten
mit allen Schutzmaßnahmen...

Nicht mal die Bauteile lassen sich einkaufen um den Preis eines
zuverlässigen Gerätes, kompakt gebaut und mit Prüfungen aller Art...

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


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Es gibt hier auch schon mehrere erprobte Projekte:

https://www.mikrocontroller.net/articles/Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation

https://www.mikrocontroller.net/articles/3-Phasen_Frequenzumrichter_mit_AVR

Man muss also nicht unbedingt das Rad neu erfinden.

von Markus (Gast)


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Hallo

Ich danke allen für die brauchbaren Antworten. Ich werde mir die 
kommenden Tage die einzelnen Beiträge von euch nochmals ansehen und mal 
auf die Suche gehen, wo ich Informationen zu FUs finden kann und der 
dazugehörenden Theorie.

Mani W. schrieb:
> Einen FU selber bauen halte ich für ziemlich aussichtslos, da es
> genug Firmen mit fertigen Produkten heute um wenig Geld anbieten
> mit allen Schutzmaßnahmen...
>
> Nicht mal die Bauteile lassen sich einkaufen um den Preis eines
> zuverlässigen Gerätes, kompakt gebaut und mit Prüfungen aller Art...

Hallo Mani

Da hast du prinzipiell Recht, aber mir geht es nicht darum, etwas zu 
haben, das zuverlässig für die nächsten 20 Jahre funktioniert, sondern 
ich möchte lernen wie das funktioniert. Und lernen tue ich zumindest am 
Besten by doing.

Matthias S. schrieb:
> Es gibt hier auch schon mehrere erprobte Projekte:
>
> 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation
>
> https://www.mikrocontroller.net/articles/3-Phasen_Frequenzumrichter_mit_AVR
>
> Man muss also nicht unbedingt das Rad neu erfinden.

Ach den AVR hast in diesem Fall du gemacht? Super :) Habe ich schon mal 
jemanden zum Nachfragen bei der Theorie. Thumb up!

von Mani W. (e-doc)


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Markus schrieb:
> sondern
> ich möchte lernen wie das funktioniert. Und lernen tue ich zumindest am
> Besten by doing.

Verstehe ich gut, hatte vor 30 Jahren auch schon an Wechselrichter mit
Effektivwertregelung geschraubt bzw. selbst entwickelt...

Jedenfalls wünsche ich Dir gutes Gelingen bei Deinem Vorhaben, vor
allem muss ich auch dazufügen, dass wir heute nicht so Geräte hätten,
wenn es nicht Menschen wie Dich gibt, die so etwas selbst entwickelt
haben und bis zur Serienreife gebracht hätten...

: Bearbeitet durch User
von Markus (Gast)


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Mani W. schrieb:
> Markus schrieb:
>> sondern
>> ich möchte lernen wie das funktioniert. Und lernen tue ich zumindest am
>> Besten by doing.
>
> Verstehe ich gut, hatte vor 30 Jahren auch schon an Wechselrichter mit
> Effektivwertregelung geschraubt bzw. selbst entwickelt...
>
> Jedenfalls wünsche ich Dir gutes Gelingen bei Deinem Vorhaben, vor
> allem muss ich auch dazufügen, dass wir heute nicht so Geräte hätten,
> wenn es nicht Menschen wie Dich gibt, die so etwas selbst entwickelt
> haben und bis zur Serienreife gebracht hätten...

Hallo Mani
Ja da hast du vollkommen Recht, wobei ich mich sicher nicht gleich zu 
den schlauen Köpfen von damals zählen möchte. :P
Naja, ich liebe es Elektronik zu machen und zu lernen, möchte mich aber 
nicht gerade umbringen dabei. Den Vorschlag von oben mit dem 
Labornetzteil finde ich gut, so einen habe ich natürlich. Bringt aber 
max. 2A und glaub 32 oder 36V. In Serie sogar um die 60V. Das dürfte 
sicher reichen, auch für einen 12V Motor.

von Egon D. (Gast)


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Markus schrieb:

> Naja, ich liebe es Elektronik zu machen und zu lernen,
> möchte mich aber nicht gerade umbringen dabei.

Ein sehr vernünftiger Ansatz.


> Den Vorschlag von oben mit dem Labornetzteil finde ich
> gut, so einen habe ich natürlich. Bringt aber max. 2A
> und glaub 32 oder 36V. In Serie sogar um die 60V.

Das genügt doch erstmal.
Die Elektrotechnik ist bei 60V dieselbe wie bei 230V.


> Das dürfte sicher reichen, auch für einen 12V Motor.

???

Von was für einer Art Motor reden wir überhaupt?

"FU" steht bei mir für "Frequenzumrichter", und den
braucht man i.d.R. nur für Drehstrommotoren. Drehstrom-
motoren für 12V sind mir aber gerade nicht geläufig
(wir reden ja wohl nicht über BLDC); außerdem wird
Dir ein 12V-Motor um die Ohren fliegen, wenn Du den
mit 60V betreibst.

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


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Hm... nachdem ich einen Einspeisewechselrichter gebaut habe würde ich 
Dir empfehlen... lass es. :D Lohnt sich nicht, bzw. es ist eine rein 
sportliche Übung wenn man unbedingt wissen möchte wie's geht und ob man 
es schafft oder nicht. So war's zumindest bei mir mit dem 
EVU-Technikergrill, wie der hier im Forum wegen der ebenfalls selbst 
implementierten ENS genannt wird. Auf Spott mußt Du Dich also auch noch 
einstellen.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Hi Ben, wo ist der denn zu finden?

von Hennes (Gast)


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Hallo

Markus schrieb:
> Naja, ich liebe es Elektronik zu machen und zu lernen, möchte mich aber
> nicht gerade umbringen dabei.

Wobei diese Einstellung schon mal eine sehr gute und wichtige 
Grundeinstellung ist.
Du wirst somit dich wohl immer über die Gefahren informieren und,noch 
wichtiger, den Umgang mit ihnen auseinandersetzen.
Nochmal: Das ist sehr wichtig und sollte eine (die erste)Voraussetzung 
sein die man an sich selbst stellt.

Aber irgendwann "muss" man sich aber auch dorthin wagen wo es 
lebensgefährlich werden kann wenn man sich nicht an die Regeln hält, 
zumindest im beruflichen Umfeld, aber auch Hobbyumfeld würde man sich 
ansonsten irgendwann selbst von interessanten (oft den interessantesten) 
Bereichen ausschließen.
Große Ströme und oder hohe Spannungen sind halt für vieles notwendig und 
haben (wohl nicht nur für mich) auch einfach "so" etwas was einen 
anspricht (Vielleicht gerade wegen der potentiellen Gefährlichkeit, oder 
weil man etwas beherrscht wovon so viele "Angst" haben? Es muss ja auch 
in der Hobby  E-Technik nicht alles streng logisch und emotionslos sein 
)

Fängt eigentlich schon beim anschließen einer Netzsteckdose an, wo man 
sich auch umbringen kann wenn man ohne jegliches Wissen dran geht.
Aber schon mit minimalen Wissen, geeigneten Werkzeugen und natürlich den 
entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen kann nach menschlichen ermessen nicht 
passieren.
Entsprechend kann man das auch auf höhere Ebene transformieren.

Selbst an einer viele tausend µF große Kondensatorbank die im 
Betriebszustand auf über 750V aufgeladen ist kann man sicher arbeiten 
wenn man weiß was man beachten und wie man daran gehen muss.
Das ist zumindest bei mir der größte Brocken, von den ich auch sehr viel 
Respekt habe, mit den ich es zu tun habe.

Hennes

von Henrik V. (henrik_v)


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Zum Spielen sollte ein kleiner 230V Drehstrommotor auch an 30V laufen.
Ziel: Er dreht sich.
Und einen Motor umzuwickeln ist ja auch eine nette Übung :)

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


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@Abdul
Mußt Du suchen, möglicherweise alter Nickname von mir und ich habe die 
"Berichterstattung" irgendwann sein lassen weil ich nur noch Antworten 
hatte wie gefährlich das ist, daß ich von Resten platzender Halbleiter 
durchsiebt werden würde oder eben wenn nicht das, daß ich EVU-Monteure 
damit grille wenn sie ihre Erdkabel freischalten wo das Ding evtl. 
gerade drauf einspeist. Du müsstest einen Haufen über die Ideensammlung 
und "frühe Planung" finden falls das nicht zwischenzeitlich gelöscht 
wurde, evtl. noch die netzsynchrone Vollbrücke. Die war für mich das 
größte Problem, der Rest ist nur ein Sinus-Stromregler.

: Bearbeitet durch User
von Peter R. (Gast)


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Zum Einbasteln in die Problematik wären ja die kleinen 
dreiphasen-Wechselrichter für 12 bis 30V Spannung brauchbar, die bei Ali 
(China)für Dreiphasenmotore angeboten werden. So ein modul kostet dann 
ca 15€ und Monate Wartezeit. Und wenn man dann die Arbeitsweise der ICs 
verstanden hat, kann man zu größeren Objekten an 230V übergehen.

Markus schrieb:
> Möchte aber nicht mit Netzspannung direkt hantieren und mir
> dadurch beim Coden irgendwann miz IGBTs das Augenlicht nehmen, wenn
> Splitter beim ungewollten Kurzschluss durch die Gegend fliegen.

 Vor Explosionen und dgl. kann  man sich zuerst einmal schützen, indem 
man eine Glühbirne (100W oder dgl.) vor den Wechselrichter schaltet. 
Auch ein Fön oder ein Heizlüfter in reihe schützen vor 
Kurzschlussschäden. Wenn die losgehen, hört man den Kurzschluss ohne 
dass einem etwas um die Ohren fliegt. (dann bleiben nur die 
Zwischenkreiskondensatore als Gefahr)

Ich hab z.B. eine E27-Glühbirne mit Steckdose und Netzkabel auf eine 
Platte als Vorwiderstand montiert und benutze das bei der Jungfernfahrt 
von Schaltnetzteilen oder bei defekten Geräten mal mit einer 25W-Birne 
und auch mal mit 200W, je nach Kaliber des Geräts. Besonders bei 
defekten Funkentstörkondensatoren ist es eine feine Sache.

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


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Diese Angstglühlampe oder auch "Oh shit, not good"-Anzeige würde nur 
etwas bringen, wenn man sie zwischen Zwischenkreiskapität und die 
Halbbrücken für die Motorphasen schaltet. Ansonsten reicht die bei etwa 
330..430V (PFC) in den Zwischenkreiskondensatoren gespeicherte Energie 
locker, um die FETs oder das IGBT-Modul wegzusprengen. Bei 400V 3AC 
werden die Spannungen im Zwischenkreis noch höher.

: Bearbeitet durch User
von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Ben B. schrieb:
> @Abdul
> Mußt Du suchen, möglicherweise alter Nickname von mir und ich habe die

Also hier auf der Plattform?

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


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> Also hier auf der Plattform?
Yep.

von oldeurope O. (Gast)


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Ben B. schrieb:
> in den Zwischenkreiskondensatoren gespeicherte Energie
> locker, um die FETs oder das IGBT-Modul wegzusprengen.

Man muss ja nicht die Zwischenkreiskapazität zum
Abblocken der Brücke verwenden.

Bringe eine Halbleiterschutz-Sicheung zwischen
(Lade-) Zwischenkreiskondensator und Abblockkondensator
an und dann explodiert auch nichts.

Machen die die "Großen" auch so.

Hier: Beitrag "Schema/Belegung IGBT-Modul YPHT31292-1B"
Ein IGBT-Modul, bei dem eine Halbbrücke durchlegiert ist.
Zwischenkreis: 650V 1400µF über 75A Halbleiterschutzsicherung.
Explodiert ist das deshalb nicht.

Mein erster FU für 2P Motore mit arduino:

http://meinearduinoprojekte.blogspot.com/2020/03/two-phase-arduino-induction-motor-speed.html

Übrigens ist mir die Brücke bisher noch nicht durchlegiert.
Nach jedem Experiment die Ansteuerung ohne ZWK-Spannung
prüfen und Sorgfalt bei der Installation, auch wenn das lästig
erscheint.

LG
old.

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