Hallo Leute,
ich setzte mich gerade durch Interesse an der Materie mit
Stromversorgungen von hochverfügbaren Systemen auseinander. - Hier habe
ich als das schönste Beispiel "Satellit" gefunden.
Hierbei ist mir etwas aufgefallen. In Satelliten (bzw. generell bei
Avionik?) ist 28Vdc der Standard (bis 1,5kW) und 50Vdc (bis 5,5kW),
sowie 100Vdc (bis 22kW).
Warum gibt es die Unterschiede zu den "sonst gebräuchlichen" Spannungen
wie 24Vdc (Industriegängig: z.B. Sensoren, SPS,...) oder 48Vdc
(Telekommunikation, Rechencenter,...)
Klar, wenn die Spannung höher ist, ist der Strom bei gleicher Leistung
kleiner... aber bei dem kleinen Unterschied von 24V zu 28V oder 48V zu
50V?
Beruht das auf irgend welchen Normen oder historischen Gegebenheiten?
PS. Ja, ich weiß, eine sehr spezielle Frage ;-)
Vielfache von 12V ergeben sich aus der Spannung eines Bleiakkus.
Genau wie alles Andere ist das aber trotzdem ne völlig willkürliche
Zahl, genauso wie die Einheit Volt selbst.
Das hängt meistens vom Energiespeicher ab. Alle die von Dir erwähnten
Systeme verwenden irgendwelche Akkus.
Eine Zelle eines normalen Bleiakkus liefert etwa 2V Spannung. Dadurch
ergibt sich beim normalen Auto aus 6 Zellen eine Spannung von 12V.
Überall wo solche Akkus eingesetzt werden, hat man 12V. Beim LKW sind
zwei "normale" Autobatterien in Serie geschaltet, also 2*6 Zellen macht
24V. 14V bzw 28V sind die Bordspannung solcher Fahrzeuge während der
Generator läuft und der Akku geladen wird.
Die 48V aus der TK kommen daher, daß dadurch vier große normale (heißt
preiswerte) Bleibatterien als einfacher und zuverlässiger Netzersatz
verwendet werden können, damit die TK-Anlage bei Stromausfällen
funktionsfähig bleibt.
50V oder 100V halte ich für willkürlich gewählte "runde" Spannungen. In
der Audiotechnik (z.B. Kaufhausbeschallung) werden ebenfalls 100Vac in
der ELA-Technik verwendet. Das wäre auch mit 123, 150 oder 213,851V
möglich gewesen.
Den meisten diesen Anwendungen liegt eine Reduzierung des Stromes durch
Erhöhung der Spannung zugrunde. Die 22kw beispielsweise wären auch mit
12V möglich. Ergibt 1833A - zum Vergleich: ein langer ICE3 kann unter
Vollast 1400A aus der Oberleitung saugen. Dort liegen 15kV drauf, wenn
da 300 Volt auf dem Weg zur Lok verlorengehen ist das nicht so schlimm.
Bei 12V würde man aber riesige Kabeldurchmesser brauchen, damit die 12V
auch noch beim Verbraucher ankommen. 22kW bei 100V sind immer noch 220A,
aber die sind mit dicken Kabeln möglich.
totti schrieb:> Hallo, ich meinte keinen Überschlag, sondern einen Lichtbogen "ziehen"> wie beim Schweißen.>> VG
Der Schweißlichtbogen brennt mit Stromstärken von wenigen Ampere bis zu
einigen Kiloampere bei einer Spannung von 8 bis 60 Volt zwischen einer
negativ gepolten Kathode und einer Anode usw.:
https://de.wikipedia.org/wiki/Schweißlichtbogen
> weil ab 28V ein Lichtbogen gezogen werden kann.
Soso. Ich habe schon ordentliche (25 mm lange) Lichtbögen mit 6V 10kA
gesehen.
Vornehmlich eine Frage der Leistung, nicht der Spannung.
eProfi schrieb:> weil ab 28V ein Lichtbogen gezogen werden kann.>> Soso. Ich habe schon ordentliche (25 mm lange) Lichtbögen mit 6V 10kA> gesehen.> Vornehmlich eine Frage der Leistung, nicht der Spannung.
Oh erzähl mal mehr ... wie soll denn das gehen ?
Da hat er Recht, ich hab schon an meinem Labornetzteil (20V/10A)
Lichtbögen mit 2..3mm Länge gezogen. Man braucht dafür nur ein wenig Wut
auf ein altes Mainboard und einen 10.000µF Kondensator, der der
Strombegrenzug ein wenig mehr Punch verleiht. Manche Bauteile spucken
daraufhin bei Berührung mit dem Draht eine Wolke ionisierter Gase aus,
in denen beim Wegziehen des Drahtes ein kleiner Lichtbogen gezogen
werden kann.
Satellitenbaugruppen werden oft von verschiedenen Teams zusamengebaut
und in die Trägerstruktur, die auch die Energieversorgung bereitstellt,
eingebaut.
Viele dieser Baugruppen regeln dann nochmal intern die Versorgung und
haben bei den etwas erhöhten Spannungen dann auch noch eine Chance dazu,
z.B. intern mit 24V zu arbeiten.
> Viele dieser Baugruppen regeln dann nochmal intern die Versorgung> und haben bei den etwas erhöhten Spannungen dann auch noch eine> Chance dazu, z.B. intern mit 24V zu arbeiten.
Kein zwingender Grund, ich könnte externe 12V auch auf z.B. 50V
hochtransformieren. KFZ-Endstufen mit etwas Bumms machen das alle so.
Einer mit etwas Reserven ausgelegten Motorregelung ist es in 99,99% der
Fälle wohl auch ziemlich egal, ob sie bspw. 48Vdc oder 50Vdc bekommt.
Ben B. schrieb:> Kein zwingender Grund, ich könnte externe 12V auch auf z.B. 50V> hochtransformieren. KFZ-Endstufen mit etwas Bumms machen das alle so.
Satelliten sind nun mal auch keine Autoendstufen. Es handelt sich hier
oft um hochwertige Messgeräte, und es kommt auch auf jedes Gramm Gewicht
an. Ein Beispiel bei der ersten Raumsonde der ESA (Giotto) zeigt, das es
sich sogar lohnen kann, 4 simple Schrauben aus V4A durch Titan Schrauben
zu ersetzen, um etwa 2 Gramm Gewicht zu sparen.
Jeder DC/DC Wandler ist hier ausserdem wg. der Störungen durch
Magnetfelder und Umschaltspitzen höchst unerwünscht - vom Gewicht der
Speicherdrossel/des Trafos mal ganz abgesehen.
Die Baugruppen bevorzugen hier die klassische Linearregelung der
Versorgungsspannung.
Gut, wenn man deren Heizleistung evtl. sowieso braucht, damit die
Technik nicht einfriert, macht das vielleicht sogar Sinn. Ansonsten
hätte ich Strom auf einem Satelliten für ein sehr wertvolles Gut
gehalten, was ich ungerne in Linearreglern verheizen würde.
Matthias S. schrieb:> Jeder DC/DC Wandler ist hier ausserdem wg. der Störungen durch> Magnetfelder und Umschaltspitzen höchst unerwünscht - vom Gewicht der> Speicherdrossel/des Trafos mal ganz abgesehen.> Die Baugruppen bevorzugen hier die klassische Linearregelung der> Versorgungsspannung.
Und den Kühlkörper der Linearregelung drückst Du einfach in den Skat
oder was? Der wird schwerer als ein Schaltregler mit Abschirmung sobald
da relevante Ströme fließen.
Jim M. schrieb:> Und den Kühlkörper der Linearregelung drückst Du einfach in den Skat> oder was? Der wird schwerer als ein Schaltregler mit Abschirmung sobald> da relevante Ströme fließen.
Das geht am einfachsten über die Struktur des Satelliten... und von da
aus per Infrarot von der Sonnenabgewanten Seite in das Vakuum ;-) aber
das ist eine Wissenschaft für sich...
http://www.nasa.gov/pdf/501320main_TA14-Thermal-DRAFT-Nov2010-A.pdf
Jim M. schrieb:> Und den Kühlkörper der Linearregelung drückst Du einfach in den Skat> oder was?
Der ist gut, den muss ich mir merken. Bin ja fast vom Hocker gefallen
vor Lachen :D
