Hallo ! Ich bin dabei eine "Vollwellensteuerung zur Drehzahlstellung" für kleine Pumpen und Ventilatoren in der Haustechnik zu bauen. D.h. ich steuere die Leistung/Drehzahl der Pumpe indem ich ganze Perioden des 220 V Wechselstromes ausblende oder durchlasse. Meine Frage ist nun, ob etwas dagegen spricht nicht nur "Vollwellen" (also ganze Perioden) sondern auch "Halbwellen" (z.B. nur den pos. Teil der Periode) auszublenden bzw. durchzulassen. Gibt´s da motorische oder sonstige Probleme ? Vielen Dank !
Wenn du nur eine Halbwelle sperrst oder durchlässt, erkennt die Induktivität das als pulsierende Gleichspannung. Ein angeschlossener Motor, Trafo, ... würde aufrauchen. Mal ganz von dem Energielieferant abgesehen, der das auch nicht lustig findet (unsymmetrische Netzbelastung). Ob sich Motoren aber so steuern lassen (mit Vollwellensteuerung wo eine ganze Schwingung gesperrt wird), weis ich nicht. MW
lasst uns am 10.10.2010 alle nur die obere halbwelle nutzen jeder ca. hmm 500w ;) ob die das merken??
...um den "Energeilieferant" mache ich mir keine Sorgen. Es geht nicht drumm dass ganz Deutschland damit arbeitet sondern nur dass ICH ein paar 50 W Motoren steuere.... Ich kann mich nur noch wage an die Schulzeit erinnern, aber erklärt mir bitte warum die "Induktivität" dabei abraucht. Ich dachte immer, das was man "spürt" ist die Wirkleistung und nicht die Blindleistung ? Oder hat das damit wenig zu tn ?!? Danke für die Antworten.
eine Induktivität stellt sich als Widerstand dar (nur eine bestimmte Zeit). Nach dieser Zeit ist nur noch der Ohmsche Widerstand wirksam. Also wird die Spule zum Heizkörper und raucht.
Danke für deine Antwort Kurt, aber ich kapiere es immer noch nicht. Ein Induktivität stellt sich wie eine Kapazität bei Wechselspannung als "Widerstand" dar und es kommt zu einer Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom. Das kapiere ich, nur warum "raucht" das wenn der 0-Durchgang bzw. die neg. Halbwelle fehlt bzw. ein Gleichstromanteil dabei ist ?!?
hallo @Herbert_ Der induktive R ist so bemessen, dass bei einem Motor oder Trafo der "richtige" Strom zum fließen kommt. Dieser Z-Widerstand (Scheinwiderstand) ergibt sich aus der Frequenz und der Induktivität Xl = Omega x L Das heisst, je höher die Frequenz desto höher der Z, desto geringer der Stromfluss. Dieser Vorgang wird bei jedem Wechseln der Stromrichtung aktiv (Gegen-EMK) Eine Spule "mag keinen Strom" und sperrt sich dagegen. Wenn nun Gleichspannung angelegt wird, so wirkt nur im ersten Moment die Gegen_EMK und dann ist nur mehr der Ohmsche Widerstand der Wicklung wirksam. Das führt zu einem hohen Stromfluss. Der Ohmsche Widerstand sollte ja möglichst klein sein um die Verluste klein zu halten. Bei einem Eisenkern tritt auch noch Sättigung ein. Wenn nun ein Gleichstromanteil schon eine Vorsättigung des Eisenkerns erzeugt, braucht es nicht mehr viel und die Gegen-EMK wird unwirksam. Das führt dann zu ungebändigtem Stromfluss (Rauchzeichen). Die Phasenverschiebung ist ja der Beweis dafür wie L und C wirken. Eine Spule will keinen Strom, dadurch setzt erst der Stromfluss verzögert ein. Ein Kondensator säuft sich erst voll und hat dann "Spannung" Es fliesst erst Strom und dann baut sich die Spannung auf (wie bei einem Accu). Wenn die beiden "Wirkungen" (L und C gekoppelt) gleich groß sind , dann gibt es auch keine Phasenverschiebung. Das wird in Kompensationsanlagen ausgenützt. Wo viele Motore oder Leuchtstofflampen betrieben werden enssteht auch viel "Induktiver Blindstrom" . Dur Zuschalten von Kondensatoren (Kapazitiver Blindstrom) kann dies Ungleichheit ausgeglichen werden. Die EVUs lassen sich den Blindstrom auch bezahlen. Das fällt dann unter den Begriff "Cosinus-Phi". Kurt
wow, vielen Dank für die gute Erklärung. Ich denke jetzt habe ich es schön langsam kapiert. Durch die Frequenz und die Induktivität kommt zum ohmschen Widerstand eine "induktiver Widerstand" hinzu, der zwar im "Zeigerdiagramm" normal zum ohmschen Widerstand steht, aber den gesamten Widerstand erhöht und damit den Stromfluss verkleinert. D.h. ändert sich eine Gleichspannung kommt zwar der induktive Widerstand zum Tragen und erhöht den Gesamtwiderstand (wodurch der Stromfluss sinkt), der Gleichanteil läuft jedoch über den ohmschen Widerstand und wird dort verbraten.... Der ohmschen Last ist egal aus welcher Richtung der Strom kommt, d.h. egal ob Wechsel- oder Gleichspannung, dort wird immer U*I bzw. U^2/R (und R ist bei einer Spule wohl eher klein) verbraten. Die Induktivität reagiert auf die Änderung des Stromes mit der Zeit (u = -L*di/dt), unabhängig davon ob dabei das Vorzeichen wechselt (stimmt das ?). D.h. ich würde erwarten, dass so oder so die 220 V am ohmschen Widerstand verbraten werden, doch die Induktivität durch Ihre Induktionsspannung nicht 220 V am ohmschen Widerstand wirken lässt sondern eben nur einen Bruchteil davon. Der Unterschied der Leistung die "verbraten" wird zwischen Vollwellen und Halbwellensteuerung ist der Gleichanteil der "Halbwellen" (z.B. bei 50 % Betrieb, wenn jede 2te Halbwele durchgelassen wird -> 220V/2/Wurzel(2) = 77,8 V. Ergibt an z.B. 10 Ohm ca. 600 W). Stimmt diese Überlegung ?
"Durch die Frequenz und die Induktivität kommt zum ohmschen Widerstand eine "induktiver Widerstand" hinzu .. und damit den Stromfluss verkleinert." Reihenschaltung von R und Z "D.h. ändert sich eine Gleichspannung kommt zwar der induktive Widerstand zum Tragen und erhöht den Gesamtwiderstand (wodurch der Stromfluss sinkt), der Gleichanteil läuft jedoch über den ohmschen Widerstand und wird dort verbraten...." das versteh ich nicht ganz. bei WS gibt es ja eignetlich keinen Gleichanteil Was verstehst Du unter Gleichanteil ? (der WS überlagerte Gleichspannung) Die Spule eines Trafos oder Motors ist ja eigentlich sehr niederohmig (sie ist nicht für 230V DC verwendbar). Der Ohmsche Widerstand ist eigntlich ungewollt, aber halt vorhanden. Den "richtigen" Widerstand macht ja die Induktivität (mit den 50Hz) Dieser "Zustand" muss sich ausserdem erst "einschwingen". Wenn ein Trafo ans Netz gelegt wird gibt es erstmal einen Ruck (es hat sich der "richtige Xl noch nicht aufgebaut) und es dauert einige Perioden bis es "rundläuft". In dieser Zeit (ersten Schwingungen) fließt auch ein erhöhter Strom (begrenzt durch den Ohmschen Drahtwiderstand und die noch unvollständige Indutiv-wirkung). Wenn nun ein Gleichstromanteil ebenfalls über die Wicklung fließt dann wird das ganze Zusammenspiel gestört (es kann sich nicht richtig einstellen). Sättigung des Kerns usw. "Der ohmschen Last ist egal aus welcher Richtung der Strom kommt, d.h. egal ob Wechsel- oder Gleichspannung, dort wird immer U*I bzw. U^2/R (und R ist bei einer Spule wohl eher klein) verbraten" ja Die Induktivität reagiert auf die Änderung des Stromes mit der Zeit (u= -L*di/dt), unabhängig davon ob dabei das Vorzeichen wechselt (stimmt das ?)" Die Induktivität reagiert auf Änderung der Spannung, ein Vorzeichenwechsel ist notwendig . Wenn keine "Umkehr" stattfindet gibt es "Sättigung" "D.h. ich würde erwarten, dass so oder so die 220 V am ohmschen Widerstand verbraten werden, doch die Induktivität durch Ihre Induktionsspannung nicht 220 V am ohmschen Widerstand wirken lässt sondern eben nur einen Bruchteil davon." Anders ausgedrückt, die Induktion setzt esich als Widerstand in Reihe der keine Wärme erzeugt. "Der Unterschied der Leistung die "verbraten" wird zwischen Vollwellen und Halbwellensteuerung ist der Gleichanteil der "Halbwellen" (z.B. bei 50 % Betrieb, wenn jede 2te Halbwele durchgelassen wird -> 220V/2/Wurzel(2) = 77,8 V. Ergibt an z.B. 10 Ohm ca. 600 W). " die 220V sind ja schon der Effektivwert der Halbwelle (Us = 311V) 10 Ohm x 220V hier fließen 22 Amp (im Mittel) Bei Vollwellen (und Ohmschen R) sind es 100% bei Halbwellen 50% es ist ja nur die halbe Zeit wirksam. Habs etwas in Eile geschrieben, wenn etwas nicht stimmt, bitte sagen. Kurt
Vielen Dank für die tolle Erklärung, schön langsam kommt Licht in mein Dunkel ! Noch eine Frage: Der Grund warum ich eine Vollwellensteuerung und keine Phasenanschnittssteuerung bauen will ist der, dass ich keine durch die Induktivität verursachten peaks erzeugen will. Da gilt u = -L*di/dt müsste ich jedoch im Strom-Nullpunkt schalten und nicht im Spannungs-Nullpunkt (so war es bisher geplant). D.h. bei einer idealen Spule (Phasenverschiebung 90°) müsste man eigentlich im Spannungsmaximum schalten - stimmt diese Überlegung ?
"Der Grund warum ich eine Vollwellensteuerung und keine Phasenanschnittssteuerung bauen will ist der, dass ich ... keine peaks erzeugen will." das ist richtig (Diese Peaks werden durch jeden Schaltvorgang erzeugt. Sobald es eine Stromänderung gibt, gibt es auch Peaks) aber bedenke: Die Wirkung der Induktion setzt ja erst ein wenn Strom fließen soll. Vorher ist sie ja nicht wirksam (wenn alles abgeklungen ist). Die Idee mit dem Schalten im Phasenverschoben Teil der Halbwelle ist da auch noch zu überlegen. Nochwas: die Paketsteuerung ist ein gutes Mittel um Heizungen zu regeln,bei Induktiven Verbrauchern wird es warscheinlich "Nebenwirkungen" geben. Denke da an überlatete Motoren, weil sich jedesmal der Einschaltstoß ereignet (bis es sich "eingespielt" hat). Kurt
befasse mich auch mit dem problem der vollwellensteuerung. verstehe aber die ganze aufregung nicht. erstmal kommt es darauf an, was für motortypen gesteuert werden sollen. universalmotoren?, kurzschlussläufer? 1-phasig, 3-phasig? stern? dreieck? eine induktivität raucht nicht ab, wenn sie mit pulsierendem gleichstrom betrieben wird. wichtig ist die magnetische flussänderung. und auch eine negative halbwelle ergibt eine positive leistung. aber das ist nicht das problem. phasenanschnitt führt zu erscheinungen wie bei einer zündspule. es können im extremfall tatsächlich funken überspringen. mit geeingneten massnahmen kann das aber stark eingedämmt werden.ist ja auch die gängige steuerung in dimmern. bei der vollwellensteuerung will man aber wie der name sagt, die volle welle. der "witz" liegt in der nullpunktschaltung. sinnvollerweise nimmt man ELR´s (elektronische lastrelais serie V23100- z.b. typZ240D10 o.ä.) mit eingebauter nullpunktschaltung und RC-glied, um auch dann noch auftretende störungen zu kompensieren. damit lassen sich eigentlich alle oben genannten motortypen regeln, indem einfach geregelt über ebenfalls eingebaute optokopplung ein- und ausgeschaltet wird. nur für lampen eignet sich das nicht so gut. gibt ein übeles geflakkere wenn eine gewisse frequenz unterschritten wird.
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