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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 3-phasige PFC


Autor: Andreas ... (opirox)
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Hallo Leute,

ich hab grad ein paar grundsätzliche Überlegungen zu einer PFC Schaltung 
und komme irgendwie nicht weiter.
Ich hab ein dreiphasiges AC System - Phasen L1, L2, L3 - und möchte 
daraus mit Hilfe eines Gleichrichters DC machen. Nun ist aber der 
Netzstrom in keinster Weise ein Sinus und deshalb brauch ich eine PFC 
Schaltung.

Nach intensiver Suche im Internet, habe ich wohl herausgefunden, dass es 
dafür verschiedene Lösungsansätze gibt.
Offensichtlich hilft ein einzelner "PFC-Baustein" auf der DC Seite 
NICHT, da dieser nur den Eingangsstrom des PFC der Spannungsform 
angleicht und somit die drei Phasen nicht beeinflusst werden.
Eine andere Möglichkeit wäre drei PFC-Schaltungen für jede Phase 
zwischen den Leitern und dem Nullleiter. Das wäre meiner Ansicht nach 
auch ok, nur hab ich hier ein (relativ grosses) Problem:
Ich habe KEINEN Zugang zum Nullleiter!

Nun meine Frage: Was für andere Lösungen gibt es? Rein passiv ist mir 
klar, wird sich wohl leider nicht ganz mit den Richtlinien ausgehen.
Gibt es für solche PFCs schon bestehende Bauteile/Schaltungen? Kennt wer 
uCs die das können?
Was würdet ihr da einbauen?

BTW: Die Leistungen sind relativ hoch: Strom etwa 60 A(rms) und Spannung 
die üblichen 400V ...

Schon mal danke für eure Hilfe ;-)

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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google mal nach "vienna rectifier". Die betreffende Schaltung wird in 
den Bereichen gern verwendet.

Autor: fast so (Gast)
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Na, den Nulleiter kann man mit 3 widerstaenden zumindest virtuell 
erzeugen. Er ist in der Mitte.

Autor: Andreas ... (opirox)
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Johannes M. wrote:
> google mal nach "vienna rectifier". Die betreffende Schaltung wird in
> den Bereichen gern verwendet.

Danke, die Schaltung kenn ich ziemlich gut, wollte das aber nicht in 
meinem Post oben schreiben.
Das Problem ist, dass so extrem viele Dioden benötigt werden bzw. die 
Regelung unter Umständen recht kompliziert werden kann.

Aber prinzipiell find ich die Performance davon (zumindest das, was ich 
bisher simuliert habe) recht gut, nur hätte ich gern noch eine andere 
Lösung.

Autor: Andreas ... (opirox)
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Nochmals zum Vienna rectifier: Weiss wer, ob es Mikrocontroller speziell 
für die Regelung eben dieser Schaltung gibt? Irgendwie hab ich bisher 
nichts dazu gefunden.

Autor: Andreas ... (opirox)
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Kann mir hier niemand helfen?
Oder ist meine Fragestellung falsch formuliert bzw. zu dumm?

Autor: fast so (Gast)
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Was spricht dagegen, 3 PFC Bausteine zu verwenden. einen je Phase. Dann 
wird jeder Strom der Spannung angepasst. Ein Null kann man mit 3 
widerstanden erzeugen.

Autor: Andreas ... (opirox)
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Das wäre sicher eine Möglichkeit.

Wie gesagt stelle ich zur Zeit ein paar "grundsätzliche Überlegungen" 
an, bin also noch relativ am Anfang und wollte herausfinden, welche 
Alternativen es gibt.

Vienna recitifier finde ich prinzipiell ein sehr interessanter Ansatz, 
wenn es denn dazu Mikrocontroller für die Stromregelung gibt.


Da fällt mir noch ein: Wäre es prinzipiell möglich, die drei Halbbrücken 
des Gleichrichters direkt so anzusteuern, dass man neben der 
Gleichrichterfunktion sozusagen einen PFC "mit einbaut"?
Also einfach eine intelligente Ansteuerung für die IGBTs entwerfen, 
damit ich mir ein separates PFC erspare? Wäre sowas denkbar?

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Was spricht dagegen, 3 PFC Bausteine zu verwenden. einen je Phase. Dann
>wird jeder Strom der Spannung angepasst.
>>Ein Null kann man mit 3 widerstanden erzeugen.

Warum? Vielleicht geht es auch so:
(Das hab ich mir dazu zumindest mal gedacht. Alle drei PFCs wie 
getrennte und unabhängige betrachten. Verbindung: Gemeinsame 
Ausgangsspannung...)


         .--------------Drossel_1---o-------------->|---.
         |                          |                   |
         |     .--------Drossel_2---#---o---------->|---o
         |     |                    |   |               |
         |     |     .--Drossel_3---#---#---o------>|---o----- >700V
         |     |     |              |   |   |           |
        _|_   _|_   _|_             |   |   |           |
        /|\   /|\   /|\             |   |   |           |
         |     |     |             T1   |   |           |+
L1-------o     |     |              |  T2   |         =====
L2-------#-----o     |              |   |  T3         -----
L3-------#-----#-----o              |   |   |           |
         |     |     |              |   |   |           |
        _|_   _|_   _|_             |   |   |           |
        /|\   /|\   /|\             |   |   |           |
         |     |     |              |   |   |           |
         .-----o-----o--------------o---o---o-----------o-----GND

Keine Ahnung ob das so geht....

Autor: tobias hofer (Gast)
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Hallo

Wenn es noch zusätzlich bidirektional sein soll dann ist der Weg
im Anhang gebräuchlich.

Gruss Tobias

Autor: Andreas ... (opirox)
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Oh ja, das hatte ich ja komplett vergessen: das Ganze soll bidirektional 
sein!

Danke für den Tipp, Tobias.


Was haltet ihr im Übrigen von meiner Idee 3 Posts weiter oben?

Autor: toeffel (Gast)
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> Was haltet ihr im Übrigen von meiner Idee 3 Posts weiter oben?

Wenn ich deine Idee richtig interpretiere, hast Du damit die Lösung 
gefunden. Soetwas nennt sich netzseitiger (dreiphasiger) Wechselrichter, 
oft auch 'active front end' genannt.
siehe z.B.: 
http://www.ipes.ethz.ch/ipes/_Java2_Prototypen/cir...

Übrigens kann man soetwas bei nahezu jedem Antriebshersteller kaufen.

Die Netzstromregelung ist von Prinzip her ähnlich der einer für die 
Phasenströme einer Drehstrommaschine.

Autor: Andreas ... (opirox)
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toeffel wrote:
> Wenn ich deine Idee richtig interpretiere, hast Du damit die Lösung
> gefunden. Soetwas nennt sich netzseitiger (dreiphasiger) Wechselrichter,
> oft auch 'active front end' genannt.

Ja, das ist doch mal eine gute Lösung!
Vielen Dank, das hilft viel.


Weiss aber trotzdem noch wer, ob es Vienna rectifier Mikrocontroller auf 
dem Markt gibt?

Autor: tobias hofer (Gast)
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>> Was haltet ihr im Übrigen von meiner Idee 3 Posts weiter oben?

>Wenn ich deine Idee richtig interpretiere, hast Du damit die Lösung
>gefunden. Soetwas nennt sich netzseitiger (dreiphasiger) Wechselrichter,
>oft auch 'active front end' genannt.
>siehe z.B.:

Das ist genau das was ich als PDF hochgeladen habe. Im PDF habe ich mich 
wegen der Eingeschränkten Version von PowerSim auf eine 1-Phasige lösung 
beschränkt (sollte auch so beschrieben sein).

Ist nichts anderes als anstelle einens Motores haben wir das Netz bei 
einem 3-Phasen VS-Inverter.


Gruss Tobias

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