Hallo Leute.
Ich glaube das ist nicht das richtige Forum, aber ich versuche mal mein
Glück hier jemanden zu finden der mir weiter helfen kann:
Ich sitze gerade über der Planung eines Gerätes zum Akkus testen. Im
Bild sieht man wie die Leistungsverkabelung aufgebaut werden soll,
jedoch weis ich nicht so richtig welche Kabelquerschnitte ich verwenden
muss. Ich habe bereits diverse Tabellen zur Strombelastbarkeit durch
geschaut, aber in diesen finde ich meine Verlegecharakteristik nicht
wieder und bin mir demzufolge unsicher bei der Auswahl.
Durch den Kabeltyp A fließen je 84 Ampere, durch Typ B jeweils 27,8
Ampere. Gleichstrom natürlich.
Kann mir jemand weiter helfen?
Viele Grüße
Wow. Auf die Idee wäre ich nicht gekommen....
Ich hab geschrieben, dass ich bereits etliche Tabellen die an DIN VDE-
Normen angelehnt sind angeschaut habe, jedoch nicht weis welche
Verlegecharakteristik bei mir vorliegt.
feg_zeven schrieb:> Ich sitze gerade über der Planung eines Gerätes zum Akkus testen.
Bei deiner Schaltung hast du, so wie sie dargestellt ist, ein Problem
mit den Kabellängen - die sollten gleich sein.
Und warum verwendest du eine Batterie von Messwiderständen? Wären
Stromwandler, wie der ACS758 nicht einfacher?
Meine Hochstromzeit liegt zum Glück schon etwas zurück, aber einige
Tatsachen verändern sich nicht.
Die Fragestellung nach dem Kabelquerschnitt lautet eigentlich: Wo
entsteht die meiste Wärme und wie vermeide ich das möglichst?
Die meiste Wärme entsteht an Verbindungsstellen, gecrimpten
Kabelschuhen, Schraubverbindungen, Steckverbindungen. Dann erst spielt
der Kabelquerschnitt eine Rolle. P = I² * R, und das bedeutet:
Übergangswiderstand klein halten. Z. B. für 100 A und 5 mOHm sind das
schon 50 W.
Zur Verkabelung von Messwiderständen z. B. nehme ich immer die größten
Kabelschuhe, die der Messwiderstand noch packen kann. Damit ergibt sich
der geringstmögliche Übergangswiderstand und die beste Wärmeableitung in
das Kabel hinein. Der Kabelschuh legt damit den Querschnitt fest. Für
100 A z. B. sind 70 mm² fabelhaft - für Messzwecke wohlgemerkt, für
andere Zwecke würde ein weit geringerer Querschnitt ausreichen.
Weiterhin sein angemerkt, dass deine Strommesswiderstände in
Vierleitertechnik ausgeführt sein sollen, sonst misst du die
Übergangswiderstände der Schraubverbindung mit, das wird dann nichts.
Finden man auch unter Kelvin-Anschluss. Die Strommesswiderstände haben
fast alle diese Anschlüsse. Von Eigenbaulösungen rate ich dringend ab.
feg_zeven schrieb:> ... jedoch nicht weis welche Verlegecharakteristik bei mir vorliegt
Wie sind deine Kabel denn verlegt - eingeputzt in die Wand oder mit
Helium auf Supraleitung gekühlt?
Die Kabel sind im realen natürlich gleich lang.
Supraleitend wäre wunderbar. Wenn ich mir was wünschen dürfte dann das.
Nein, Spaß.
Eben das ist es ja. Ich würde es als Freiluftverdrahtung bezeichnen.
Danke Thomas. So habe ich das noch gar nicht gesehen. Gerade bei mir
spielen kleinsmögliche parasitäre Widerstände eine große Rolle. Nicht
nur damit der Einfluss auf die Messwiderstände so klein wie möglich
gehalten wird, sondern auch damit es überhaupt möglich ist bei der
äußerst geringen Spannung einen so hohen Strom fließen zu lassen.
Eine Vierleitermessung halte ich aber für nicht zwingend notwendig, da
es hier nur um die Regelung geht und nicht darum möglichst genau den
fließenden Strom zu bestimmen.
Das sind nach meiner Überzeugung die falsche Widerstände, Caddock hat
nur für Platinenmontage. Das funktioniert hier nicht. Durch jeden
Widerstand fließen 33 A, bei 50 mOhm sind das schonmal 54 W pro
Widerstand, zzgl der Verluste bei der Kontaktierung.
Auch die Typen SR10 und SR20 sind für eine frei Verdrahtung nicht
richtig geeignet.
Besser:
http://www.isabellenhuette.de/fileadmin/content/praezisions-leistungswiderstaende/RUG-Z.PDF
1 Stück mit 1 mOhm...10 mOhm reicht.
feg_zeven schrieb:> Supraleitend wäre wunderbar. Wenn ich mir was wünschen dürfte dann das.
Eher nicht zu wuenschen, weil damit dann auch die gesamte Leistung
verlustfrei am IGBT-Modul ankommt und dort auf kleinstem Raum verbraten
werden muss.
Sei froh, dass die Kabel schon Widerstaende haben und Leistung
grossflaechig verteilen.
wendelsberg
feg_zeven schrieb:> Eine Vierleitermessung halte ich aber für nicht zwingend notwendig ...
Dann würde ich die Widerstände eher Shunt nennen, aber bestimmt nicht
"Messwiderstand". Oder welche Leistung wolltest du in denen verbraten,
damit die Kontaktwiderstände nicht den Wert dominieren?
Leistungsmäßg kommt auf jeden Widerstand etwa 40Watt zu. Die Widerstände
halten 100Watt bei 25° aus und 40Watt bei 110°. Sie werden mit einem
leistungsstarken aktiven Kühler entsprechend gekühlt. Von daher sollte
es Leistungsmäßg keine Probleme geben.
Das Problem ist eher, dass diese Widerstände schon im Labor vorhanden
sind und verwendet werden sollten.
@wendelsberg: Die Kühlung des IGBT-Moduls ist ausreichend. Außerdem ist
es gewollt den großteil der Leistung am Modul du verheizen. Ich will
aber nicht schon wieder darüber debattieren, und mit meiner Frage hat
das auch nichts zutun.
Es ist die Frage, welche Präzision du erreichen möchtest. Die
Widerstände halten das aus, aber sie haben einen TK und du hast lausige
Übergangswiderstände. Wenn dich das nicht stört, dann nur zu.
Werd ich bei einer Messung prüfen.
Mit welchen Übergangswiderständen muss ich denn rechnen? Kann man das
pauschal sagen bzw gibt es irgendwelche Faustregeln?
feg_zeven schrieb:> Leistungsmäßg kommt auf jeden Widerstand etwa 40Watt zu. Die Widerstände> halten 100Watt bei 25° aus und 40Watt bei 110°. Sie werden mit einem> leistungsstarken aktiven Kühler entsprechend gekühlt. Von daher sollte> es Leistungsmäßg keine Probleme geben.
Bei Verwendung des ACS758 mit seinem internen 100µΩ-Widerstand lägest du
mit der Verlustleistung am Messwandler bei weniger als einem Watt.
Dann könntest du dich mit deiner Kühlorgie ganz auf die Kontakte
konzentrieren ;-)
Widerstände im Labor fressen kein Brot, wenn sie weiter dort liegen.
Guten Morgen,
ich lese IGBT. Ist das symbolisch gemeint? Wieviel Volt hat die
"Speicherzelle". Denn:
> ...sondern auch damit es überhaupt möglich ist bei der> äußerst geringen Spannung einen so hohen Strom fließen...DAS wird mit einem IGBT nichts, wegen Uce_sat oder?
Ich gebe zu, das es hier um den Kabelquerschnitt ging, ich weis.
Ich würde eher ein MOSFET-Modul favorisieren.
Axelr.
Die IGBTs des Modul haben eine Sättigungsspannung von 2,7Volt. Die
Zellen dürfen minimal auf 2,8Volt entladen werden. Müsste doch
eigentlich gehen oder?
Wenn aber schon über die abzuführende Verlustleistung über den
Widerständen in Größenordnungen von 40Watt diskutiert wird, so fließt
der dafür nötige Strom ebenso durch das Halbleitermodul.
>Durch den Kabeltyp A fließen je 84 Ampere...
Bei drei Kabeln sind das also rund (3x8=24) 240 Ampere gesamt.
mal 2.7Volt Uce_sat macht 650Watt!! Viel Spaß...
Da die Uce_sat einigermaßen stabil bleibt, kann man nicht einmal
hierüber über den gerade fliessenden Strom Aussage treffen. Bei einem
gescheitem MOSFET Modul (ohne jetzt zu recherchieren) mit, sagenwirmal
1milliohm Rds_on erzeugt dieses bei 240A IDrain eine Verlustleistung von
1
240x240x0.001= 58Watt.
Im Bereich dessen, was man weiter oben den Widerständen zumutet. Da es
sich um eine Messeinrichtung handelt, könnte man auch den Rds_on des
MOSFET(Modul) als Messwiderstand heranziehen, wenn man die
Umgebungsbedingungen als stabil ansieht.
Gruß Axelr.
Axel R. schrieb:> könnte man auch den Rds_on des> MOSFET(Modul) als Messwiderstand heranziehen, wenn man die> Umgebungsbedingungen als stabil ansieht
...und den Rds des Herstellers glaubt und den Übergangswiderstand der
Verkabelung/Verschraubung mal so eben vergisst...
Bist Du dir Sicher, dass das IGBT-Modul die zu erwartende Leistung pro
Phase abführen kann? Ich meine jetzt NICHT die mögliche zu erwartende
Leistung die im Schaltbetrieb anfällt!
Grund ist, dass diese Module oftmals aus mehreren parallelen Dies
innerhalb des Gehäuses bestehen und die können sich im Linearbetrieb
durchaus etwas unterschiedlich verhalten wobei der wärmste den größten
Strom zu übernehmen versucht...
Ich hatte da mal mit einem BSM150GT120DN versucht eine Stromsenke zu
realisieren. Da musste ich deutlich mit der maximalen Leistung
zurückgehen weil mir einer der darin parallelen Chips durchlegierte.
www
thomas s schrieb:> Zur Verkabelung von Messwiderständen z. B. nehme ich immer die größten> Kabelschuhe, die der Messwiderstand noch packen kann. Damit ergibt sich> der geringstmögliche Übergangswiderstand und die beste Wärmeableitung in> das Kabel hinein
Thomas da hast du etwas falsch verstanden. Größte Fläche heißt nicht
bester Kontakt. Da spielen andere Faktoren wie der noch eine wichtige
Rolle. http://de.wikipedia.org/wiki/Kontaktwiderstand
Danke Axel für deine gut gemeinten schlauen Ratschläge. Um genau zu sein
sind es 250A, was bei 4,2V 1050Watt ergibt (wow, ich kann selbst
rechnen). Leider würde es mir nichts bringen die Verlustleistung an
dieser Stelle zu reduzieren, denn dann müsste sie an anderer Stelle
verbraten werden. 1050 Watt verlangen eine sehr gute Kühlung - das weis
ich selbst, immerhin beschäftige ich mich nicht erst seit drei Wochen
damit - aber die braucht es auch wenn ich Leistung an Widerständen oder
wo auch immer umsetze.
Sicherlich war deine Skepsis mehr gut als böse gemeint, aber
mittlerweile kann ich es nicht mehr erhöhren wenn einige glauben mich
hier bei grundlegen Dingen belehren zu müssen, nur weil sie bei 1050
Watt ein rotes Tuch sehen. Ich bin offen für Ratschläge, Vorschläge und
neue Denkansätze, aber bei Leuten die mir vorrechnen wieviel Leistung
das ist, die Vorgaben und sämtliche bisherige Historie des Projektes
nicht kennen, keinen verwertbaren Beitrag zur eigentlichen Frage liefern
und mir viel Spaß wünschen schwillt mir mittlerweile die Schlagader.
@senke: Im Datenblatt ist das Modul mit einer Gesamtleistung von
2500Watt und Kollektordauerstrom von 400A angegeben. Auf die Angaben
stütze ich mich. Außerdem sind die 1050Watt auch nur die Maximalleistung
die entsteht wenn aus der Speicherzelle ein kurzer zulässiger Impuls von
250Ampere fließt. Der zulässige Duaerstrom der Zelle beträgt 150 Ampere.
Die Auslegung soll lediglich aus Sicherheitsgründen nach den
Maximalwerten erfolgen. Praktisch wird wohl nie ein Strom von 250 Ampere
fließen - allein weil im Datenblatt der Zelle keine Impulsdauer
angegeben ist. Wie sich das Modul verhält kann dann wohl nur bei der
Inbetriebnahme herausgefunden werden.
@thomas: Den Einwand von test mit der Fläche wollte ich auch gerade
anbringen. Für mich wäre es nur logisch, wenn beim Kontaktwiderstand
auch die Kontaktfläche eine Rolle spielt, aber auf Wikipedia ist sie in
der Formel nicht enthalten. Wie kann man das denn begründen bzw. weist
du warum das so ist?
viele Grüße
Übrigens habe ich nach der Formel mal überschlägig versucht den
Kontaktwiderstand zu berechnen und komme auf etwa 100nOhm. Das scheint
mir aber sehr unrealistisch.
100 nOhm, das wäre schön. Oxid- und sonstige Gammelzeugschichten müssen
mechanisch durchdrungen werden, sonst fließt da kein Strom. Ich kann mir
nicht vorstellen, dass die Grenzschicht vollflächig überwunden wird.
feg_zeven schrieb:> @senke: Im Datenblatt ist das Modul mit einer Gesamtleistung von> 2500Watt und Kollektordauerstrom von 400A angegeben. Auf die Angaben> stütze ich mich. Außerdem sind die 1050Watt auch nur die Maximalleistung> die entsteht wenn aus der Speicherzelle ein kurzer zulässiger Impuls von> 250Ampere fließt. Der zulässige Duaerstrom der Zelle beträgt 150 Ampere.
Die theoretischen 2500W sind auch nur dann möglich, wenn Du es praktisch
schaffst den Baustein auf 25°C zu halten UND die Leistung auf alle 6
IGBTs verteilst. Aber probiere und berichte.
Kannst Du mal zum Rest deiner Schaltung etwas veröffentlichen? Mir
spinnt auch noch eine Senke mit einem IGBT-Modulim Hinterkopf herum.
www
Wenn es mit dem Modul nicht funktioniert dann kann es immer noch gegen
ein MOSFET-Modul getauscht werden. Ein bisheriger Test im Kleinformat
mit einem diskreten IGBT lässt aber davon ausgehen, dass es EIGENTLICH
funktionieren sollte.
Bei einer Rückrechnung zur theoretischen Temperatur der Sperrschicht bei
150A, komme ich, unter Verwendung des Wärmewiderstands des Kühlkörpers
welcher für die Leistung von 1050W und maximal 125°C Junctiontemp.
ausgelegt wurde, auf 62°C. Ich weis, dass zwischen Theorie und Paxis oft
eine Lücke klafft, aber irgendetwas muss man bei einer Planung und
Dimensionierung zugrunde legen.
Genug jetzt dazu.
@axel: danke
@thomas: mir kommt es eben auch sehr sehr niedrig vor. In welchem
Bereich liegen denn Kontaktwiderstände bei Ringkabelschuhen aus Kupfer
M8 25mm² mit verzinnter Oberfläche?
Aber nochmal zur Fläche. Nach der mir bekannten Formel spielt diese beim
Kontaktwiderstand keine Rolle. Wie kann man diesen Widerpruch erklären,
denn du sagst ja, dass die Fläche sehr wohl wichtig ist. Wie gesagt, ich
will das nicht anzweifeln, weil ich 1. keine Erfahrung auf dem Gebiet
habe und 2. es für mich einfach logisch wäre wenn eine große
Kontaktfläche für einen geringen Kontaktwiderstand sorgt.
Viele Grüße
Eine große Kontaktfläche würde dann für einen superguten winzigen
Widerstand sorgen, wenn sie zu 100 % perfekt blitzblank sauber, oxid-
gammel- und fettfrei und absolut ohne jede mikro- und makroskopische
Unebenheit zur Verfügung stünde - was absolut nicht der Fall ist. Je
größer die tatsächliche leitfähige Fläche, je besser.
Bei gelöteten Verbindungen sorgt das Flussmittel (aka Salzsäure: Dreck
+ Salzsäure gibt Dreckchlorid + Rest) für eine saubere Oberfläche,
während das Lötzinn die Unebenheiten auffüllt und gut benetzt. Eine sehr
gute Verbindung ist das Ergebnis.
Eine angelötete Ringöse ist in dieser Hinsicht deutlich besser als eine
angeschraubte Ringöse, welche in der Größenordnung 1 mOhm liegt.
Aber was passiert in der Crimpung der Ringöse? Crimpungen sind eine
feine Sache: schnell gemacht, erprobt und vibrationsfest, aber
sicherlich nicht hinsichtlich der Niederohmigkeit optimiert. Wenn man
das ausnahmsweise auch noch löten kann: viel besser. Für solche
brachiale Tätigkeiten habe ich einen Heißluftfön und einen 200 W
-Lötkolben griffbereit. Und einen wassergefüllten Behälter zum abkühlen
und für alle Fälle.
Ich habe nun eine Formelsammlung gefunden in der auch die Fläche des
Kontaktes eine Rolle spielt. Die Begründung auf Wikipedia bezieht sich
auf die scheinbare Kontaktfläche und nicht auf die wahre
Berührungsfläche. Dadurch spielt diese keine Rolle, da sie äquivalent
zur Normalkraft ist - wenn ich es richtig verstanden habe.
Die Formelsammlung bezieht sich auf die Aussagen eines Doktors innerhalb
einer Werkstoffe-der-Elektrotechnik-Vorlesung. Ich gehe davon aus, dass
enthaltene Formeln praktikabel sind, und sich nicht nur an irgendwelchen
theoretischen Berechnungsmodellen orientieren, da zum Beispiel auch eine
empirisch ermittelte Konstante eine Rolle spielt.
Eine weitere Frage habe ich aber noch: Lässt sich nach Berechnung des
Leitungswiderstandes und der zu erwartenden Verlustleitung in diesem die
Erwärmung des Leiters berechnen?
Wenn du die Energie hast und die Masse, kannst du die Erwärmung
überschlägig rechnen. E=m*c*dT. Isolation, Konvektion und Wärmeleitung
werden dafür sorgen, dass das Ergebnis nicht zu genau wird.
Bei Messaufbauten rechnen wir da nicht groß rum, sondern messen. Wo es
zu schnell warm wird, ist der Übergangswiderstand (noch) zu hoch, da
stimmt was nicht.
Ok danke.
Ja das ist eigentlich auch eher meine Art. Try and Error. Es gibt ja
nicht umsonst das Prototyping. Nur leider gehts hier um eine
Graduierungsarbeit und da muss ich das zumindest mal beleuchtet haben ^^
>Kontaktwiderstände bei Ringkabelschuhen aus Kupfer>M8 25mm² mit verzinnter Oberfläche?
üblicherweise ist an Kabelschuhen kein Zinn
>Eine angelötete Ringöse ist in dieser Hinsicht deutlich besser als eine>angeschraubte Ringöse, welche in der Größenordnung 1 mOhm liegt.
und das soll warum so sein, weil Zinn so eine gute Leitfähigkeit hat ?
Üblich hin oder her...fakt ist: Ringkabelschuhe mit galvanisch
verzinnter Oberfläche gibt es, und zufälligerweise hab ich davon noch
welche in der Schublade. Es kann natürlich auch sein, der Hersteller
schwindelt in seinem Datenblatt ;)
Verkabelungvisiotest.jpg
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