Hallo, moderne Frequenzumrichter verfügen ja soweit alle über U/F-Steuerung (gemeint sind die nicht-4Q-typen) und können dementsprechende Kennlinien für z.B. den Sanftanlauf fahren, alles vollautomatisch - Nun gedenke ich mir den Konstruktionsaufwand für einen Umrichter zum Betrieb eines 5kVA 500Hz-Transformators zu sparen und dafür einen Frequenzumrichter zu gebrauchen (oder eben missbrauchen)... Die Ausgangsspannung des Transformators soll einstellbar sein, dh. müsste die Eingangsspannung dies eben auch sein - hier beginnt der Missbrauch des FUs, ich wöllte ihn natürlich mit einer festen Frequenz fahren und eben die Spannung stellen - ist das möglich? Das Konfigurieren der Ausgangsspannung habe ich bisher nur in den automatischen Betriebsmodi für Anfahr-/Bremsrampen gesehen, ich wöllte den Spannungswert natürlich vorgeben und nicht automatisch vom Umrichter einstellen lassen. Lassen sich die Umrichter auf dieser Ebene ins Handwerk pfuschen, dass ich dem Gerät einfach einen Frequenz- und Spannungssollwert mitteile und er dies dann ausgibt? Ich werde, wenn das ganze Volk nun wieder erreichbar ist, mal Kontakt zu den einschlägig bekannten Herstellern aufnehmen aber hoffe in der Zwischenzeit schonmal auf Eure Erfahrungsberichte! Grüße Sascha
Hallo Sascha, habe bisher noch keinen FU gesehen, bei welchem man die Ausgangsspannung alleine per Sollwert vorgeben kann. Soll das ein Drehstromtrafo sein? Wozu wird dieser Trafo gebraucht? Wird das ein selbstgebauter Trafo? Axel
Hallo Axel, der alte Umrichter des Trafos wurde vom 380V-3Phasen-Netz gespeist, der Trafo ist so dimensioniert, dass er bei einem Uss-Wert der gleichgerichteten Netzspannung die Nennausgangsspannung liefert, 225kV, er besitzt allerdings nur eine Primärwicklung - daher müsste ich noch eine Scottschaltung dem Wechselrichter Nachschalten, so ich denn einen solchen benutzen kann. Aber dank der höheren Frequenz sind auch die dafür benötigten Transformatoren noch recht handlich. Der Hochspannungstrafo selbst ist genauer eigentlich ein Trafo mit nachgeschaltetem Verdoppler, war Teil einer industriellen Röntgenanlagen und soll nun für ein Forschungsprojekt reaktiviert werden, der Thyristorsteller, welcher ursprünglich die 500Hz-Wechselspannung für den Trafo generierte, existiert allerdings nicht mehr, deshalb muss sich nun etwas neues finden. Trafo und Villard-Verdoppler befinden sich in einem Tank unter Öl, alle wichtigen Anschlüsse sind nach draußen geführt. Grüße Sascha
Ein Frequenzumrichter is meiner Meinung eher ungeeignet für dein Vorhaben. Weil die mir bekannten arbeiten mit der Raumzeigermodulation, daher wirst nie einen Sinus an den Ausgängen des Umrichters bekommen. Eine Frequenz von 500Hz hab noch nie bei einem Umrichter gesehen . MFG Patrick
Hallo Patrick, die 500Hz sind wirklich die absolute Obergrenze dessen, was ich auf dem Markt gefunden habe. ABB, Moeller und Danfoss haben solche Modelle - das mit der Raumzeigermodulation wäre in der Tat sehr unpraktisch, aber von besagten Herstellern gibt es auch Modelle welche 'nur' die Frequenz stellen und ggf. noch die Ausgangsspannung und Frequenz verknüpfen - das Ganze wird dann eben über ein über die Periodendauer moduliertes Tastverhältnis eines PWM-Signals realisiert, um einen sinusförmigen Spannungs-/Stromverlauf zu erzeugen. ...finde ich keinen Frequenzumrichter den ich dazu bringen kann diese Aufgabe zu übernehmen, werde ich das in gleicher Form, von den IGBTs an, selbst aufbauen müssen... Das ist natürlich nicht trivial und angesichts der Preise der ~11kW FU-Klasse, wäre ein fertiger FU eine mir gefälligere Lösung - aber man kann natürlich nichts herzaubern - Das Problem der verfügbaren Geräte ist, dass sich Spannung und Frequenz nicht einfach einstellen lassen, obwohl es technisch kein Problem wäre. Ich hoffe ja noch auf undokumentierte Betriebsmodi oder ähnlich böse Lösungen... Grüße Sascha
Sascha Das Problem eines FUs liegt nicht in der Technik, denn einen einfachen Sinus aufzumodulieren ist nicht so schwer. Aber das Problem liegt das man für einen 500Hz Sinus ein Modulationssignal von 5kHz aufwärts braucht. Da bekommt bei so hohen Strömen enorme Probleme mit den EMV Grenzwerten. Als SMD ist daher Pflicht. Multilayer Platinen wohl auch. MFG Patrick
Hallo Patrick, das liegt wohl in der Natur der Sache - allerdings kann ich die Abstrahlung gut minimieren, da sich alle Baugruppen selbst in geschlossenen Metallbehältern befinden, dh. wird man der EMV schon Herr werden. Ich werde das Ganze auch nicht Platinenbasierend aufbauen sondern auf IGBT-Bricks zurückgreifen, zwar überdimensioniert - aber bereits vorhanden. Für Gatetreiber und Controller ist dann eine doppelseitige Platine völlig ausreichend, Puffer- und Snubberkondensatoren sitzen direkt an den auf einem Kühltunnel montierten zwei IGBT-Halbbrücken, per Kupferbleche verbunden und mit einem LEM-Stromwandler, im Zwischenkreis als auch im Lastkreis, zur Überwachung. ...den Leistungsteil habe ich bereits aufgebaut, doch wollte ich zumindest den Ansatz, einen fertigen Frequenzumrichter zu verwenden, einmal weiterverfolgen - der Aufwand ist allerdings auch recht hoch, da eben noch eine Scottschaltung hinzukommt - der Umrichter wahrscheinlich keine (extrem) unsymetrische Belastung seines Ausgangs leiden kann (von der Software her, technsich ist die ja auch kein Problem) und die Steuerung/Regelung dennoch aussteht. Ich habe noch ein paar Datenblätter gewälzt und bin immer noch nicht fündig geworden - nach dem durchrechnen der Parameter der Scottschaltung und noch einem tiefen Inmichgehen werde ich nun wohl doch den Umrichter selbst aufbauen... Es hat eh schon zu lang' nicht mehr nach verbrannten Halbleitern im Labor gestunken :-) Grüße Sascha
Wenn Selbstbau, dann würde ich halb-halb vorschlagen: Die Endstufe eines vorhandenen FU nutzen, die Ansteuerung selbst machen. Damit sparst Du Dir die ganze Optimierung (Layout...) der Leistungsseite. Evtl. kannst Du Dir damit auch den Zwischentrafo sparen. Dreiphasig --> Einphasig: Beitrag "Re: 2,3KV auf 5 bis 10KV transformieren + Tesla"
Hallo, das Problem bei der Verwendung von einem FU als Spannungsquelle für Transformatoren ist die hohe PWM-Frequenz, die den Trafo unzulässig erhitzt und außerdem auch sekundär noch vorhanden ist, was deine Hochspannungsdioden zerstört. Du benötigst daher primärseitig zwischen FU und Trafo eine große Entkoppelinduktivität, die den Strom glättet und dafür sorgt, dass die Spannungspulse nicht am Trafo anliegen. Ob der Umrichter eine Raumzeigermodulation verwendet, oder konventionelle PWM ist für deine Anwendung egal, wichtig ist nur, dass Sinuskommutierung anstatt der in der niedrigen Leistungsklasse üblichen Blockkommutierung verwendet wird. Bei den meisten Kompaktumrichtern kann man die Frequenz und Spannung getrennt stellen, bzw. eine frei definierbare Kennlinie programmieren, die auch eine konstante Frequenz über den ganze Spannungsbereich vorgeben kann. Eher kontraproduktiv ist es, wenn der Umrichter einen integrierten Strom- oder Momentenregler hat. Abgesehen davon, macht es bei deiner Anwendung nichts, wenn die Frequenz proportional zur Spannung ist, du kannst also einfach einen U-F Umrichter verwenden. Wichtig ist dabei nur, dass bei Nennspannung auch Nennfrequenz anliegt. Ich habe so eine Schaltung mal mit einem 2kW Stoeber-Umrichter gebaut, das war eine Versorgung für ein Schienensegment eines Transrapidnachbaus in Modellgröße. Die Schiene wurde mit 24V gespeist, deswegen war ein Trafo zwischen Umrichter und Schiene. Viele Grüße, Peter
Hallo eProfi, hallo Peter! Ich recycle Teile von etwas, was vorher wohl mal meine USV war - dort sind derzeit zwei CM150DY-12H mit allem drumherum verbaut, diese werde ich noch gegen 1200V-Typen tauschen müssen und zusätzlich die Zwischenkreiskondensatorbank umbauen. Jedenfalls werde ich den Aufbau des Leistungsteils nicht platinenbasierend vornehmen, einzig einige PCBs für die Strommessung und mit Snubbern kommen noch an diese Stelle - die IGBT-Ansteuerung als auch die Regelung kommen per Euro-Einsteckkarten (in diese Wunderbaren Phoenix-Contact Einsteckblöcke für DIN 41612 Steckverbinder, welche auf Schraubklemmen zur einfachen Verdrahtung im Gehäuse/Schaltschrank bestens geeignet sind) in einen 380x600x350 Rittal-Schaltkasten, wie eben auch der zwangsbelüftete Kühltunnel. Deine Ergebnisse klingen ja interessant, Peter! Die Umrichter von Stöber bieten tatsächlich die Möglichkeit Frequenz und Spannung unabhängig und separat zu stellen, kommen aber nicht auf die von mir benötigten 500Hz, bei 400Hz ist dort Schluss (jedenfalls beim von den restlichen Daten her in Frage kommenden FDS 5075). Auch durch den zusätzlichen Aufwand des noch benötigten Phasenwandlers bin ich inzwischen von dieser Idee abgekommen, da muss ich doch etwas mehr Zeit investieren und eine passende Ansteuerung selbst entwickeln. Ich habe jetzt nochmal im Dokumentenarchiv gewühlt und die Dokumentation des gesamten Systems, inkl. Wechselrichter, gefunden. Wie schon zu erwarten - da mir ein älterer E-Technik Prof. erzählte, dass es sich um eine Thyristorkiste handelte - wurde der Trafo ursprünglich mit Rechteckpulsen gefahren, dies zu verbessern ist wohl möglich, birgt aber auch eine Menge Ärgerpotential, wie Du schon sagst - wenn die schnellen Strompulse wirklich noch durch den Trafo gehen und nicht, wie ich allerdings vermute, durch seine eigene Induktivität geglättet werden, bekomme ich unschöne Dreckeffekte. Um eine übermäßige Erwärmung des Kerns muss ich mich auch nicht sorgen, der Trafo sitzt in einem großen, ölgefüllten Gehäuse - in welchem noch ein wassergespeister Wärmetauscher inkl. Rührer sitzt, die Wärme von den auch sehr großen Kernen (insgesamt vier Stk. U-Kerne zu zwei Schenkeln geformt) wird problemlos abzuführen sein, da die Kühlung sehr überdimensioniert ist um Hitzenester im Sekundärwicklungspaket zu vermeiden. /----\/----\ | XXO||OXX | | XXO||OXX | \----/\----/ ...'X' ist das Sekundärwicklungspaket, '0' die darunterliegende Primärwicklung, die Größe über alles beträgt ~500mm^3m. Wenn ich wieder am Objekt bin werde ich mal die nicht dokumentierten elektrischen Parameter bestimmen und ihn dazu auch mit Niederspannung befeuern, bei dem Übersetzungsverhältnis kommt aber selbst dabei schon sehr schnell hohe Spannung heraus... Dazu sitzen im Hochspannunstank auch noch zwei kleinere Trafos zur Erzeugung der Heizspannung, 2x 6V ~5A auf hohem Potential. ...die wollen auch noch angesteuert werden um am anderen Ende - wiederum in einem ölgefüllten Tank, der das ganze dann direkt in die Hochvakuumkammer einspeist - zu einer einstellbaren Spannung von bis zu 20kV hochtransformiert zu werden, welche eben auch noch auf dem Ausgangspotential vom großen Transformator benötigt wird. Aufgrund der geringeren benötigten Leistung ist dies aber nicht kritisch. Beste Grüße Sascha
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