Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Frequenzumrichter


von Sebastian S. (brl90)


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Hallo,

ich stehe vor folgendem Problem:

ich möchte gerne einen FU verwenden, der eingangsseitig mit 
Einphasenwechselstrom (230V 50Hz) gespeist wird und mir am Ausgang einen 
Dreiphasenwechselstrom liefert. Am Ausgang des FU´s soll dann an jeder 
der drei Phasen ein Dimmer (Triac) und dahinter eine Lampe (500W) 
angeschlossen werden.
Durch Drehen am Dimmer erzeuge ich dann einen Phasenanschnitt und somit 
Oberschwingungen. Dies hat dann zur Folge, dass der Neutralleiter 
aufgrund von bestimmten Oberschwingungen belastet wird und somit Strom 
führt und sich erwärmt. Diese Erwärmung soll dann mittel IR-Kamera 
erfasst und ausgewertet werden. Mein Problem nun: Durch den 
Phasenanschnitt und daraus folgend dem Stromfluss im Neutralleiter 
erzeuge ich eine unsymmetrische Last. Soweit ich weiß verträgt ein FU 
nicht sonderlich gut eine unsymmetrische Last. Oder gibt es FU´s, die 
damit klar kommen?

Anbei ein Bild zum Aufbau. Man muss sich nur am Anfang noch einen FU 
dazudenken und davor der einphasige Anschluss.

Fals es keinen FU geben sollte, der damit zurecht kommt, hat jemand eine 
andere Idee, wie man aus einphasenwechselstrom (230V 50Hz) 
Dreiphasenwechselstrom erzeugen kann?

Gruß

brl90

von Udo S. (urschmitt)


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Sebastian Stark schrieb:
> ich möchte gerne einen FU verwenden, der eingangsseitig mit
> Einphasenwechselstrom (230V 50Hz) gespeist wird und mir am Ausgang einen
> Dreiphasenwechselstrom liefert. Am Ausgang des FU´s soll dann an jeder
> der drei Phasen ein Dimmer (Triac) und dahinter eine Lampe (500W)
> angeschlossen werden.

Und was bitte soll der Sinn dieses kruden Aufbaus sein?
Warum willst du unbedingt einen 3 Phasen-Wechselstrom erzeugen für 3 
500W Lampen?
Häng die doch einfach parallel.

von Helmut -. (dc3yc)


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Ein FU und ein Dimmer vertragen sich nicht, denn der FU gibt keinen 
Sinus, sondern ein pulsbreitenmoduliertes Signal am Ausgang aus.

von Route_66 H. (route_66)


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Udo Schmitt schrieb:
> Und was bitte soll der Sinn dieses kruden Aufbaus sein?

Hallo!
Das soll wohl zu Demonstrations- / Lehrzwecken gemacht werden?

Motorgenerator oder Leonard-Satz (letzterer ist eigentlich für 
Wechselstrom-Gleichstromwandlung)

: Bearbeitet durch User
von Udo S. (urschmitt)


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Route 66 schrieb:
> Das soll wohl zu Demonstrations- / Lehrzwecken gemacht werden?

Mit 3 mal 500W Scheinwerfern?
Also Demo könnte man das auch mit 20W Glühobst machen.

von Udo S. (urschmitt)


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Route 66 schrieb:
> Motorgenerator oder Leonard-Satz (letzterer ist eigentlich für
> Wechselstrom-Gleichstromwandlung)

Gute Idee, zur Demonstration würde es sogar ein passender Brushless 
Motor als Generator tun.

von Purzel H. (hacky)


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> Und was bitte soll der Sinn dieses kruden Aufbaus sein?

Der Poster hat den Eindruck, ein FU sei dasselbe wie ein Einphasenmotor, 
der einen Dreiphasen Generator antreibt. Und moechte nun den Nulleiter 
mit einem Gluehdraehtchen ersetzen, sodass er den Strom durch per 
Waermekamera sieht.

Dafuer gibt es Stromwandler.
Nochwas. Eine Gluehlampe ist eine schlechte Last fuer einem Dimmer. 
Elektrisch gesehen. Denn je kaelter der Draht, desto mehr momentanen 
Strom zieht er.

von Sebastian S. (brl90)


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@urschmitt:

>Durch Drehen am Dimmer erzeuge ich dann einen Phasenanschnitt und somit
>Oberschwingungen. Dies hat dann zur Folge, dass der Neutralleiter
>aufgrund von bestimmten Oberschwingungen belastet wird und somit Strom
>führt und sich erwärmt. Diese Erwärmung soll dann mittel IR-Kamera
>erfasst und ausgewertet werden.

von Sebastian S. (brl90)


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@route_66:

Exakt. Es soll zu Lehrzwecken dienen.

Leonard-Satz sagt mir nichts. Mit dem Motorgenerator werde ich mich 
morgen mal befassen. Danke schonmal!

von Sebastian S. (brl90)


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@ hacky:

>Nochwas. Eine Gluehlampe ist eine schlechte Last fuer einem Dimmer.
>Elektrisch gesehen. Denn je kaelter der Draht, desto mehr momentanen
>Strom zieht er.

Das ganze wird ja auch nicht im Winter draußen betrieben.

von wendelsberg (Gast)


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Sebastian Stark schrieb:
> Exakt. Es soll zu Lehrzwecken dienen.

Lieber nicht.
Da glauben dann die Belehrten, dass es in der Realitaet sowas gibt.
DAS waere kontraproduktiv.

wendelsberg

von :-) (Gast)


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wendelsberg schrieb:

> Lieber nicht.
> Da glauben dann die Belehrten, dass es in der Realitaet sowas gibt.
> DAS waere kontraproduktiv.

Dadurch könnte es einen "Fachkräftemangel" geben!

scnr

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


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wendelsberg schrieb:
> Da glauben dann die Belehrten, dass es in der Realitaet sowas gibt.

Mir ist vor allem nicht klar, wo denn der N im obigen Bild herkommen 
soll. So etwas liefern handelsübliche Frequnezumrichter gar nicht, denn 
es wird bei Motoren nicht benötigt.
Und wer jetzt auf die Idee kommt, den N vom speisenden Wechselstromnetz 
zu nehmen, wird den FU höchstens zerstören.
Man muss also die Verbraucher zwischen die Ausgangsphasen des FU 
schalten, wie beim Dreieckbetrieb eines Motors.

Allerdings macht die PWM sowieso jeden Versuch zunichte, da einen Dimmer 
anzuschliessen. Dazu nimmt man keinen FU, sondern einen Wechselrichter 
mit 'True Sine' Ausgang und gutem 50Hz Filter.

von Sebastian S. (brl90)


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@mschoeldgen:

die Kosten für einen dreiphasigen Wechselrichter sind nicht gerade 
gering oder?

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


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Sebastian Stark schrieb:
> die Kosten für einen dreiphasigen Wechselrichter sind nicht gerade
> gering oder?

Wenn du den FU schon hast, entstehen nur noch Kosten für gute Filter. 
Echte 3-phasige Wechselrichter sind wirklich teuer, werden aber auch so 
gut wie nie benötigt.
Wenn du so etwas suchst, wirst du evtl. bei Victron fündig. Drei von 
deren Wechselrichtern kannst du dann über VE Net koppeln.

von Sebastian S. (brl90)


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Hab auch noch keinen FU. Verstehe aber nicht genau, wie das ganze jetzt 
funktionieren soll, da der FU ja nicht mit den Dimmern zurecht kommt.

@mschoeldgen:

kannst du den kompletten Aufbau mal bitte schildern?

von eProfi (Gast)


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3-phasiges Notstromaggregat (mit langer Leitung) vorhanden / ausleihbar?

Baue es mit LTspice (Simulationsprogramm) auf, geht schneller und 
günstiger ;-)

von Udo S. (urschmitt)


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Sebastian Stark schrieb:
> @urschmitt:
>
>>Durch Drehen am Dimmer erzeuge ich dann einen Phasenanschnitt und somit
>>Oberschwingungen. Dies hat dann zur Folge, dass der Neutralleiter
>>aufgrund von bestimmten Oberschwingungen belastet wird und somit Strom
>>führt und sich erwärmt. Diese Erwärmung soll dann mittel IR-Kamera
>>erfasst und ausgewertet werden.

Ich dachte das wäre iene seltsame Fehlerbeschreibung und nicht dein 
Ziel.
Was willst du damit erreichen? Was willst du da wem beibringen?

Sebastian Stark schrieb:
>>Nochwas. Eine Gluehlampe ist eine schlechte Last fuer einem Dimmer.
>>Elektrisch gesehen. Denn je kaelter der Draht, desto mehr momentanen
>>Strom zieht er.
>
> Das ganze wird ja auch nicht im Winter draußen betrieben.

Und du meinst 270K kalt - 3270K warm
oder          290K kalt - 3290K warm
machen irgendeinen Unterschied?
Selbt wenn es nur 500K warm sind machts keinen großen!

Wenn du nicht mal weisst was ein Leonard Satz ist (gut wird inzwischen 
vieleicht nicht mehr gelehrt) dann such mal bei Google.

Mich würde wirklich interessieren was da wem beigebracht werden soll.

: Bearbeitet durch User
von Thorsten O. (Firma: mechapro GmbH) (ostermann) Benutzerseite


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Udo Schmitt schrieb:
> Route 66 schrieb:
>> Das soll wohl zu Demonstrations- / Lehrzwecken gemacht werden?
>
> Mit 3 mal 500W Scheinwerfern?
> Also Demo könnte man das auch mit 20W Glühobst machen.

Oder noch besser:

Mit Niederspannung (z.B. Regler für BLDC) und umschaltbaren 
Lastwiderständen. Dann hat man einen sicheren Aufbau, an dem man ohne 
Probleme Messungen durchführen kann, und die elektrischen Verluste 
halten sich ausserdem in Grenzen.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von Sebastian S. (brl90)


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Hallo,

hab mal ne allgemeine Frage zur PWM des FU´s. Kann ich die PWM in ein 
sauberes Sinussignal überführen?

Gruß

brl90

von Düsendieb (Gast)


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mit einem Drehstromtrafo am Ausgang. Der sollte ausreichend glätten

von joergk (Gast)


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Also was der TO zeigen will, ist doch ziemlich klar, aber den meisten 
nicht bewußt:
In einem Drehstromnetz fließt auch bei unsymmetrischer Belastung der 
Außenleiter durch den Nullleiter maximal der Außenleiterstrom. Deshalb 
haben die Kabel ja auch den gleichen Querschnitt für die Pahsen und den 
N.
Das Ganze gilt aber nur beim sinusförmiger Belastung.
Durch den Phasenanschnitt kann im Nullleiter ein Strom fließen, der 
höher ist als der höchste Außenleiterstrom.
Meine Frage wäre: Kannst Du wirklich keinen Drehstrom am "Lehrort" 
auftreiben? Dann täte es nämlich ein einfacher Drehstromtrafo in 
Sternschaltung auf der Ausgangsseite.
Falls es ein FU sein muß: Man könnte versuchen, ob ein ebensolcher Trafo 
hinter einem FU die Oberwellen soweit dämpft, daß es reicht. Eventuell 
ein echtes Sinusfilter dahinter, wird von den FU-Herstellern passend 
angeboten.
Ist aber alles nicht mehr billig.

Jörg

von Sebastian S. (brl90)


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@joergk:

>Das Ganze gilt aber nur beim sinusförmiger Belastung.
>Durch den Phasenanschnitt kann im Nullleiter ein Strom fließen, der
>höher ist als der höchste Außenleiterstrom.

Ich habe nur Einphasenwechselstrom zur Verfügung und möchte aber 
Drehstrom erzeugen. Dahinter soll dann an jeder Phase ein Dimmer hängen 
und eine Last um gerade das, was du erwähnt hast zu zeigen: Das der 
Neutralleiter stark belastet wird (Versuchsaufbau zu Lehrzwecken). 
Problem ist, dass der Dimmer mit dem PWM-Signal des FU´s nicht zurecht 
kommt.

gruß
brl90

von Düsendieb (Gast)


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Da kann es dir aber passieren, das wegen der unsauberen Spannung du dir 
so viele Störungen einfängst, das der ganze Versuchsaufbau hinfällig 
wird.
Vielleicht bekommst du nie reproduzierbare Ergebnisse.

von Sebastian S. (brl90)


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@Düsendieb:

>Da kann es dir aber passieren, das wegen der unsauberen Spannung du dir
>so viele Störungen einfängst, das der ganze Versuchsaufbau hinfällig
>wird.

Meinst du der FU kommt mit der unsauberen Spannung nicht zurecht? Oder 
was meinst du genau?

Gruß
brl90

von Armin X. (werweiswas)


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Also wegen der unsymmetrischen Belastung des FU mache ich mir mal keine 
Sorgen.
Ich hab schon testweise einen konventionellen einphasigen Schweißtrafo 
an einem älteren FU zwischen zwei Phasen betrieben. Gab interessante 
Effekte beim Schweißen aufgrund der lediglich vorhandenen 1200Hz 
Stützfrequenz. Die Nennfrequenz war auf korrekte 50Hz eingestellt. Ein 
Filter dürfte daher auch bei höherer Stützfrequenz des FUs Pflicht sein.
Auch der für 230V spezifizerte Hochdruckreiniger lief problemlos bei 
richtig parametriertem FU zwischen zwei Phasen an dessen Ausgang.
Moderne FUs haben aber so dermaßen viele Überwachungen, dass eben die 
unsymmetrische Belastung als Fehler erkannt wird und das Gerät deswegen 
abschaltet.
Ich mag auch nicht mit Sicherheit zu behaupte wie sich moderne FUs mit 
nur noch geringer Stützkapazität im Zwischenkreis bei derart 
unsymmetrischer Belastung verhalten.

Wie schon erwähnt sollte ein dem FU nachgeschalteter Drehstromtrafo 230V 
-> 400V mit ausgangsseitiger Sternschaltung das Experiment ermöglichen 
können. Aber auch nur damit, denn aus einem mit 230V gespeisten FU 
bekommt man lediglich noch 230V zwischen den Phasen zustande. Gegen 
einen ggf. künstlich erzeugten Neutralleiter hast Du dann nur noch 127V!

www

: Bearbeitet durch User
von Düsendieb (Gast)


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Sebastian Stark schrieb:
> Meinst du der FU kommt mit der unsauberen Spannung nicht zurecht? Oder
> was meinst du genau?

Du willst in einem Versuchsaufbau nachweisen wie sich der Einsatz von 
Dimmern auf den Strom im Neutralleiter auswirkt. Diesen Versuchsaufbau 
willst Du mit der Spannung aus dem FU speisen.

Wenn jetzt aber durch die ungünstige Speisung schon so viele Störungen 
auftreten, dass egal wie du an den Dimmern drehst irgend ein seltsames 
Messergebnis rauskommt hast du nichts erreicht.

von Sebastian S. (brl90)


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@Düsendieb:
Da muss ich dir recht geben.

Mal ne andere Frage:
Existieren fertige Dimmer, welche schon bei kleineren Spannungen 
(L-N=24V) arbeiten?

Gruß
brl90

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


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Armin M. schrieb:
> einphasigen Schweißtrafo
> an einem älteren FU zwischen zwei Phasen betrieben

Und so muss man es auch machen. Nach wie vor gilt, das FU gar keinen N 
Anschluss liefern, auf dem man dann Ströme messen kann. Wechselstrom 
zapft man immer zwischen 2 Phasen. Denkbar wäre es, an einen normalen FU 
3 Stück Trafos anzuschliessen (Stern), die dann drei (Niedervolt-)Phasen 
liefern und an ihrem einen Wicklungsende zusammengeschaltet werden und 
da den N liefern.

Das erledigt sowohl das PWM Filter als auch eine saubere galvanische 
Trennung.

Sebastian Stark schrieb:
> Existieren fertige Dimmer, welche schon bei kleineren Spannungen
> (L-N=24V) arbeiten?
Kurze Suche im Netz gibt nicht viel her, aber Dimmer sind extrem 
primitiv, ein Poti und ein C erzeugen eine Phasenverschiebung, die dann 
den Triac startet - Schaltplan liegt dir sicher vor. Für Niedervolt muss 
das Phasendrehglied niederohmiger werden (kleinerer R und dafür 
grösserer C) und man muss den DIAC weglassen.
Hier spielen ein paar Leute mit Spice und der Dimmerschaltung:
http://www.youspice.com/ys/en/project/light-bulb-dimmer-with-triac-diac-solution.3sp

: Bearbeitet durch User
von Andrew T. (marsufant)


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Sebastian Stark schrieb:
> Mal ne andere Frage:
> Existieren fertige Dimmer, welche schon bei kleineren Spannungen
> (L-N=24V) arbeiten?

z.b. Alle die Dimmer, die  TCA785 als Triggerbaustin im Dimmer nutzen, 
konnte ich problemlos mit 24V AC betreiben (ggfs. Vorwiderstnad des TCA 
für die 24V modifizieren.)

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