Hallo Zusammen, ich weiß grade nicht so richtig wie ich was auslegen soll. (Die Arbeit ist für eine Studienarbeit). Vorgabe wären 2 Motoren (Lastmaschine & ASM) sollen von zwei FU gefüttert werden. Dabei haben beide FU's keinen eigenen Zwischenkreis. Jetzt wollte ich das ganze, in Anbetracht der Lage das es kleine Leistungen sind, also ASM 120W und die Bremsmaschine auch um die 200W, beide FU's aus einem Zwischenkreis speisen. Dabei taucht die erste Frage auf. - Muss zwischen Netzspannung (also die haushaltsüblichen 230V L/N) und Zwischenkreis ein Trenntrafo, oder darf der Gleichrichter direkt ans Netz? Und wenn ja, warum? - Problem 2: Zwischenkreiskondensator -- habe einen ELKO mit 560uF / 400V ausgewählt (aufgrund niedriger Brummspannung). Jetzt kommt aber das leidige Thema vom Einschaltstrom. Wenn ich den mit einem NTC oder PTC begrenze, worauf muss ich auf jeden Fall bei der Auslegung achten? - Problem 3: Bremschopper -- Wollte im Sinne der Zwischenkreisspannung eine Überwachung realisieren (wenn Lastmaschine ASM bremst und die ASM in dem Zwischenkreis die Spannung steigen lässt). Jetzt find ich aber keine gescheiten Allzwecklösungen. Es wird ja wahrscheinlich nicht eine enorme Leistung sein die da verbraten werden muss. Allerdings habe ich da keinerlei Erfahrungen und hätte mir jetzt gedacht wenn ich die über einen Hallsensor und Arduino messe, könnte ich einen Mosfet oder IGBT in der Schaltung haben der mir den Bremswiderstand reinschaltet. Würde das machbar sein, oder steigt die Spannung beim z.B. Abbremsen so schnell an das der Arduino von seiner Rechenleistung nicht für geeignet ist? Vielen Vielen Dank schon mal. Beste Grüße!
Hallo, die Zwischenkreisspannung bei FUs ist nicht vom Netz getrennt. Die Netzspannung wird "nur" gleichgerichtet und gepuffert. Die Umrichter die ich kenne haben einen Netzanschluss und zusätzlich Zugang zum zwischenkreis. Has Du die die Datenblätter zu den Geräten angeschaut? Das Gleiche gilt für den Bremswiderstand. Die Geräte habe eigendlich einen Anschluss dafür. Bei einem mechanisch und elektrisch gekoppeltem System bekommst Du nur Energie zurück wenn du beide Maschienen gleichzeitig bremst. Gruß Bernd
Bei einem mir bekannten Aufzug wird mit 2 schützen zwischen fu und bremschopper hin und her geschaltet :D
zu Punkt 2 : Oft werden Zwischenkreise über Vorladewiderstände geladen. Und erst beim erreichen von einer bestimmten Spannung der Gleichrichter zugeschaltet.
Typisch Student. Keine Ahnung von dem was er da vor hat und für den kleinsten Scheiß braucht er 'nen Arduino. Was lernt ihr eigentlich in den Vorlesungen? Überhaupt noch was oder wird da nur noch ausgepennt? Für Testzwecke in Deinem Leistungsbereich kannst Du den Gleichriechter einfach so an's Netz anschließen. Für echte Geräte müßte man eine PFC verwenden (darf möglicherweise in Industrienetzen weggelassen werden, weiß ich nicht), aber das ist ein anderes Thema. Trenntrafo ist nur erforderlich wenn Du eine galvanische Trennung vom Stromnetz brauchst, die Erdung auftrennen möchtest oder definiert wissen mußt wo beim Einstecken des Steckers die Phase liegt. Sowas geht mit einem Trenntrafo, der schützt aber nicht davor, daß Dich die 340Vdc an Deinem Kondensator beim Anfassen töten können. Den Kondensator kannst Du direkt über einen NTC aufladen. Widerstand ist zwecklos. Macht fast jedes normale PC-Netzteil so, mit einer ähnlich großen Kapazität. Den Einschaltstrom mit einem PTC zu begrenzen dürfte sehr spannend werden, dafür müßte man Dich eigentlich sofort aus dem ET-Studiengang exmatrikulieren. Wenn Du noch nicht mal zwischen NTC und PTC sicher bist, solltest Du lieber keine Antriebstechnik entwickeln. Die Spannung im Zwischenkreis sollte nicht ansteigen wenn eine Maschine antreibt und die andere bremst, da die antreibende Maschine aufgrund der Verlustleistungen immer mehr Leistung aufnimmt als die bremsende Maschine zurückspeist. Der Gleichrichter muß dadurch immer die Verlustleistung aus dem Netz ergänzen. Probleme kann es nur beim tatsächlichen Abbremsen der drehenden Teile geben, also wenn eine Maschine bremst ohne daß die andere antreibt. Normalerweise haben die FUs dagegen einen Schutz und schalten ab wenn die Zwischenkreisspannung zu weit ansteigt. Da müßtest Du schauen, ob Deine das auch haben. Falls ja und kein elektrisches Abbremsen zum Stillstand gebraucht wird, kannst Du Dir den Bremsshunt sparen. Falls Du wirklich einen Bremsshunt brauchst, würde ich den mit Widerständen aufbauen, die bei 350..400V so um die 500W aufnehmen. Dafür eignen sich als Bastellösung z.B. Heizstäbe oder Platten aus einem Elektroherd, 2x 1,5kW in Reihe oder so. Glühlampen würde ich nicht nehmen, die haben einen sehr geringen Innenwidestand wenn sie kalt sind, das erzeugt beim Einschalten unschöne Stromspitzen, mit denen sich der schaltende Transistor rumplagen müßte. Die Steuerung dieses Shunts würde ich mit einem Spannungsteiler und Schmitt-Trigger machen. Sagen wir bei 380V über einen dicken Transistor/FET einschalten, und bei 370V wieder aus (also etwa 10V Hysterese). Dadurch ergibt sich dann sowas wie eine PWM-Regelung, die tatsächlich nur das verheizt was weg muß ohne daß man sich weiter darum zu kümmern braucht. Die Leistungsaufnahme dieses Shunts muß über der maximalen Bremsleistung liegen, sonst steigt die Spannung trotz Bremsshunt weiter an.
Stephan I. schrieb: > Und erst beim erreichen einer bestimmten Spannung ...wird der Gleichrichter direkt ans Netz geschaltet - scheinst Du gemeint zu haben. Also gegen den (C-) Auflade-Pulsstrom. Nochmal auf Anfang, bitte: lazur2006 schrieb: > Dabei haben beide FU's keinen eigenen Zwischenkreis. Nur mal nebenbei (zum Großteil), kurz zusammengefaßt: Normalerweise hat jeder Umrichter einen, und zwar eigenen "Spannungs-Zwischenkreis", mit einem Kondensator (oft ein ELKO, manchmal aber auch sogenannte "DC-Link"-Folien oder -Keramik-Cs). Einige Umrichter sehr großer Leistung haben einen Strom-ZK, mit einer Drossel statt eines ELKOs. (Auch "Current-Fed", "Stromspeisung", genannt. Und es gibt sogar welche mit Drossel PLUS Kondensator. Hier aber die Drossel entweder vor den GR, oder gleich nach diesem, platziert. Da der C direkt vor der Brücke liegt, handelt es sich also trotzdem um einen Spannungs-Zwischenkreis. [Die Drossel ist hier ein Strom-Filter, also gegen Oberschwingungen (übrigens unterschiedlich wirkend, ob nun vor oder nach dem GR). Wirkt aber evtl. auch als Einschaltstrombegrenzung - je nach Dimensionierung.] lazur2006 schrieb: > Jetzt wollte ich das ganze, in Anbetracht der Lage das es kleine > Leistungen sind, also ASM 120W und die Bremsmaschine auch um die 200W, > beide FU's aus einem Zwischenkreis speisen. Also zuallererst wäre bei einphasiger Speisung natürlich ein weit größerer Siebkondensator nötig - das darf man auf keinen Fall vergessen. Dann ist "1 ZK für 2 FUs" nicht der "Standardfall" - durchaus Begründet. Ich bin noch nicht ganz dabei, in welcher Beziehung die beiden Maschine stehen. Sollen die denn exakt synchron betrieben werden? Also wenn ASM1 kippt, und beginnt, auf Nenndrehzahl zu beschleunigen, soll das auch ASM2 machen? Und wenn 1 gebremst wird, auch 2? Alles exakt gleichzeitig? Wenn nämlich nicht (und das vermute ich stark), gibt es da mehreres, was dagegenspricht. Harmlose(re)s, und auch "Entscheidendes"...! Entscheidend wäre z.B., daß man bei einem_ ZK nur _einen Bremschopper "haben kann" - also beide zwingend gleichzeitig gebremst werden müßten. ---> Also bei "asynchronem" Betrieb der beiden ASM, was wohl der Standardfall wäre, bräuchte man 2 Zwischenkreise, und 2 Bremschopper. lazur2006 schrieb: > Muss zwischen Netzspannung (also die haushaltsüblichen 230V L/N) Sind Deine ASM denn dafür überhaupt ausgelegt? Nicht, daß Du da (freilich "hypothetische") ASM hast, die eigentlich für 400V~ Stern- und folglich 693V~ in Dreiecks-Schaltung ausgelegt wären... (obwohl ich das nicht denke, schon gar nicht bei der Leistung). > und Zwischenkreis ein Trenntrafo, Erst: Wohl Zwischenkreis- E ... Des weiteren: Ein "Trenntrafo" nicht. a.) Hättest Du gerade genannte 400V~ - ASM, ist das Mittel der Wahl ein sogenannter "Steuertrafo". Mit diesem könnte man die 230V~ auf 400V~ hoch transformieren. Übrigens kann man das auch, falls für die Versorgung ein RCD mit niedrigem Ansprechstrom verbaut ist - der FU / die FUs ha-t/-ben für gewöhnlich auch einen Netzfilter, und der macht [aber meist nur in hoher Leistungsklasse] durchaus mal Probleme mit genannten RCDs. b.) Oder aber - dafür müßte(n) der FU (die FUs) "extra" ausgelegt sein - via Spannungsverdoppler. Aber Vorsicht: Nicht, daß der Bremschopper (ZK mit 640VDC (!)) falsch anspricht - man kann also nicht die selbe Schaltung unmodifiziert sowohl für Trafo/400V~ als auch 230V~/Delon (>=640VDC) verwenden! c.) Dritte Möglichkeit wäre eine PFC, um den ZK von gut 320VDC auf die benötigte ZK-Spannung anzuheben - allerdings denke ich, daß Du deren "Notwendigkeit" (EMV-Vorschriften am "hypothetischen" Einsatzort, außerdem natürlich auch, ob ein "privates Einzelstück", oder Serienproduktion...) abklären solltest, denn vielleicht BRAUCHST Du sie sowieso. d.) Obwohl freilich eine "fette" Drossel davor zusätzlich zu einem Netzfilter (ohne diesen aber kann ein FU nicht wirklich eingesetzt werden...) AUCH schon einen guten Power Factor bringen könnte. Wenn / wo / was halt. Ansonsten, wenn keines der in a.) genannten Probleme vorliegt, ist also zuallermindest genannter Netzfilter erforderlich, habe noch nie einen FU OHNE sowas gesehen. ------------------------------------------------------------------------ ---- Lies also mal durch, und kläre (oder SAG UNS) die Randbedingungen.
Bens Post übersehen. Ja, bei den Pipifax-Leistungen kann man definitiv auch einen NTC zur Einschaltstrombegrenzung nehmen, falls eine NF-Drossel nicht (oder keine dazu ausreichende) mit verbaut wird. Eventuell landete der eh in der PFC... man weiß ja noch nix.
Angehängte Dateien:
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AC_power.PNG
20 KB -
Power_interface.PNG
130 KB
Guten Morgen Zusammen, danke für eure vielen Antworten! jap, ich sag mal so.. Leistungselektronik 3 ganze Tage (und damit war der Kurs abgeschlossen) und Antriebstechnik geht grad erst los (also auch eher keine Referenz) ;) - (Mechatronik 5. Sem) - So ganz verstehe ich noch nicht, wieso ich die beiden Umrichter nicht von einem Zwischenkreis aus speisen soll. Was würde denn dagegen sprechen? Hier als kleine Unterstützung vielleicht noch ein paar Details: - Die Wechselrichter sind von Texas Instruments. Grund dafür war - lassen sich über deren Mikrocontroller mit Simulink programmieren und auswerten in "Echtzeit" (Drehmoment, Drehzahl, Ströme etc.) --> http://www.ti.com/tool/TMDXIDDK379D#2 Ein Bild welches den Schaltplan dessen Gleichrichter bzw. Zwischenkreis abbildet ist angehängt. - Das fertige FU-Board von Texas hat ja bereits einen Gleichrichter und Kondensator etc. und ebenfalls einen Ausgang an dem die DC-Spannung abgegriffen werden kann. Aber von der Idee her, beide FU's in einen Zwischenkreis zu hängen, denke ich mal wird einer der Zwischenkreise ja nicht für den Betrieb von zwei Fu's bzw. Motoren ausgelegt worden sein. -Daher einen eigenen Zwischenkreis der eine höhere Leistung für gleich beide Motoren bereitstellt. (so war halt auch die Idee von meinem Prof. & von daher habe ich mich daran auch so ein wenig orientiert muss ich sagen.. Deshalb würde ich schon gerne wissen, was dagegen spricht :) ) - Nun zu den Maschinen. ASM (als MUT): 380V Dreieck (0,44A) // 660V Dreieck (0,25A) - 120W Maschine cos phi = 0,75 - Siemens 1LA5060-4AB70-Z SM (als Lastmaschine): B&R Drehstrom-Synchronmotor 8MSA3: 400V - nur Pmech (190W) bekannt und kein cosPhi - Daher mit Nenndaten (Nennstrom 0,64A)
-- Beide Maschinen sind mechanisch über ein Flex-Kupplung verbunden (irgend so ein Hartgummi Faserschlauch) -- Testszenario wäre: -- (1)SM spannungsfrei; ASM wird mechanisch blockiert; FU der ASM stellt Spannung so hoch ein, dass Nennstrom fließt (Kurzschlussmessung) -- (2)SM spannungsfrei; ASM wird Drehfeld vorgegeben (Winkel wird geschoben, keine Regelung!) z.B. 50Hz; wenn stationäre Drehzahl erreicht (Leerlaufdrehzahl - abgesehen von zusätzlicher Last durch angekuppelte SM) --(1) & (2) - Spannungen und Ströme werden als Ergebnis geplottet - daran sollen die Studenten dann die ESB Teile bestimmen -- (3) Dynamischer Hochlauf; ASM bekommt Drehfeldvorgabe (z.B wieder die 50Hz); SM wird auf Drehmoment geregelt z.B. 0,1 Nm; Während des Hochlaufs der ASM, konstante Belastung durch SM; Ströme etc werden aufgezeichnet -- Das ganze dann später mit Reglung als Erweiterung; in Simulink soll dann immmer der Abgleich zwischen Modell und real erfolgen.
Hm, 3 Tage Leistungselektronik und schon läßt man euch an 230V~ bzw.
350Vdc Zwischenkreisen herumspielen? Das gibt eine steile Lernkurve
würde ich sagen. Und bald mehr Gerichte vom Grill in der Mensa.
Du kannst beide FUs problemlos aus einem Gleichstrom-Zwischenkreis
speisen.
Du mußt diesen nur so auslegen, daß er die Leistung verträgt. Von dem
für ein Gerät ausgelegten Entwurf, der in den Geräten verbaut ist, kann
man das natürlich nicht erwarten. Das muß man dann schon extern aufbauen
und die beiden FUs über den Gleichspannungseingang versorgen.
> 380V Dreieck (0,44A) // 660V Dreieck (0,25A)
Solche Schusslichkeitsfehler kosten Dich am Ende die Punkte.
Einen Synchronmotor als Bremse zu benutzen kann problematisch sein. Der
FU muß solche Motoren können. Wenn er nur Asynchronmotoren kann, wird
das nicht funktionieren.
Das Drehmoment beim Anlauf einer Asynchronmaschine ist auch nicht
linear.
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