Last für BLDC Teststand

Andreas schrieb:
> Der Last Motor würde auf eine feste Drehzahl geregelt werden. Der
> Testmotor fährt dann gewisse Drehzhalen ab.

Da ist ein Denkfehler in der Idee. Wenn die Motoren miteinander 
verbunden sind geht das so nicht. Wie soll Motor 1 gewisse Drehzahlen 
abfahren, wenn Motor 2 auf einer festen Drehzahl eingestelt ist?

Die Frage ist auch was Du messen willst. Die Kennline die das Verhältnis 
Drehzahl zu Spannung beschreibt? Das geht mit diesem Aufbau (feste 
Drehzahl) nicht. Oder willst Du die Leistung einmessen? Willst Du 
letzteres dann schau Dir P=U*I an.

Für den Lastmotor gilt:

Die Spannung ergibt sich aus der aktuellen Drehzahl. Wenn Du nun den 
Stromfluß beeinflußt, sei es über einen Chopper, (schaltbare) 
Lastwiderstände oder analog regelbare Lasten, so kannst Du dann die 
Leistung errechnen. Aber es sind und bleiben 2 Größen. Also kannst Du 
den Strom hochfahren und oder über die Drehzahl die Spannug (aus Sicht 
des Lastmotors). Letztlich gibt es für die gleiche Leistung unendlich 
viele Lösungen von Kombinationen aus Spannung und Strom. Diese Kennline 
kannst Du mit diesem Aufbau aber ebenfalls nicht ausmessen da die 
Drehzahl fix ist.

Wenn Du den Lastmotor auf feste Drehzahl einstellst kanst du eim anderen 
Motor nur die Spannung bzw den Dutycycle bei PWM hochfahren und somit 
indirekt auch den Strom. Beides zusammen ergibt mehr Leistung. Ist das 
wirklich die richtige Kennlinie die Du suchst? Beim Lastmotor ändert 
sich dank der Gegenregelung auf feste Drehzahl nur der Strom und damit 
indirekt die Leistung.

Oftmals ist es interessanter zu wissen welche Drehzahl man bei einer 
bestimmten Last/Leistung oder bei einem bestimmten Drehmoment erreicht. 
Dann macht es aber weniger Sinn den Lastmotor auf feste Drehzahl 
einzustellen.

Mache Dir am Besten noch einmal ein paar gedanken über de Theorie der 
Motoren um Dir klar darüber zu werden was genau Du messen willst, welche 
Kennlinien Du aufzeichnen willst. Du bist schon beim "Wie baue ich es?" 
obwohl, so scheint es mir, das "Was will ich bauen?" noch ncht genau 
genug definiert ist.

Wenn es nur das ist, wäre, wie Norbert es schon schrieb, eine 
Wirbelstrombremse oder ein einfacher Bürstennmotor mit (regelbarem) 
Latwiderstand einfacher. Bürstenmotoren funktioniern auch und es gibt 
keinen zwingenden Grund an dieser Stelle unbedigt eine BLCD-Motor 
einzusetzen. Umgekehrt gibt es auch keinen Grund nur BLDC-Motoren auf 
den Prüfstand zu packen.

Andreas schrieb:
> Ich frage mich jetzt aber was passiert wenn der zweite Motor den Ersten
> abremst. Entstehen hier ggf. Überspannungen o.ä. die mir die Platine
> d.h. bzw. die Transistioren zerstören können.
>
> Ist das auf diese Weise möglich die Testmotor mit zeinem zweiten BLDC
> abzubremsen?


In chronologischer Reihenfolge:

- Nichsts besonderes. Die Bremsenergie wird wird über den "Generator" 
abgeführt und irgendwo verheizt oder wieder eingespeichert. Im Gegensatz 
zur Wirbelstrombremse hätte diese Lösung also den Vorteil einer 
geringeren Hitzeentwicklung. die Frage ist um welche Größenordnung 
handelt es sich hierbei, daß es relevant werden könnte.

- Zu den Überspannungen:

Spannungen werden erzeugt durch die Bewegung von Spule zu Magnetfeld. 
Das ist klar. Das bedeutet da der Bremsmotor bekannt ist wird die 
Spannung durch die Drehzahl bestimmt. Solange die Drehzahl also nicht 
den sicheren Bereich verläßt, treten keine Überspannungen auf.

Ferner könnten durch die Schaltvorgänge durch die Selbstinduktion der 
Spulen, bzw. durch die dabei schnell ändernden Magnetfelder, 
Überspannungen an den Schaltflanken erzeugt werden. Aber das ist 
generell bei Motoren so, egal ob sie als Prüfstandbremse oder sonst was 
arbeiten. (Un-)Praktischerweise leiten die Bodydioden bei BLDC-Reglern 
diese Überspannungen in die Versorgung ab. Wenn dies berücksichtigt wird 
und die Spannungsquelle damit klar kommt ist alles gut. Sollten die 
Bodydioden der verwendeten FETs damit probleme haben, kann man den FETs 
auch "echte" Dioden mit besseren elektrischen Eigenschaften zur seite 
stellen, beispielsweise Shottkys. Damit wäre dieses Problem aus der 
Welt.

- Möglich? Ja, auch wenn es für diese Anwendung einfachere Alternativen 
gibt (siehe Oben). Die Verwendung eines zweiten Motors als Bremse 
eröffnet aber weitere Möglichkeiten. So kann man den Prüfling damit 
antreiben um andere Experimente damit durchzuführen. Mit einer einfachen 
(Wirbelstrom-)Bremse geht das nicht. Die Frage ist nur ob man für diese 
zusätzlichen Möglichkeiten Verwendung hat und ob einem diese 
Möglichkeiten den Zusätzlichen Aufwand im Vergleich zu einer einfacheren 
reinen Bremse Wert ist.

Bei großen Motorprüfständen (automotive) verwendet man tatsächlich ASM 
oder oder Synchronmaschinen als Last/Bremse [1, 2]. Das Lastmoment wird 
aber zusätzlich über eine Drehmoment-Messwelle gemessen. Wenn es nicht 
so genau sein muss, kann man es auch aus dem Motorstrom des Lastmotors 
und der Drehmomentkonstante berechnen. Ich hatte mal eine Seite 
gebookmarkt, auf der ein schöner Selbstbauprüfstand für Modellbau BLDCs 
beschrieben war. Leider scheint es die Seite nicht mehr zu geben...

Bei kleineren Motoren kann man durchaus auch kleine BLDCs als 
Lastmotoren verwenden. Ich mache sowas gerade für einen Kunden zur 
Überprüfung von Schrittmotoren. Das System wird über eine 
Drehmoment-Messwelle abgeglichen, läuft nachher im Feld aber über die 
Berechnung des Drehmoments aus dem Motorstrom.

Die Bremsenergie muss man natürlich abführen, im einfachsten Fall über 
einen Bremswiderstand / Bremschopper. Sonst steigt die 
Zwischenkreisspannung beim Bremsen stark an, was entweder den 
Motorregler oder das Netzteil zerstören kann.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

[1] 
http://de.wikipedia.org/wiki/Motorenpr%C3%BCfstand#Belastungsmaschinen
[2] 
http://www.wzl.rwth-aachen.de/__C1256E970034898A.nsf/html/de_b63467b2a3d202a2c1257b74004c5495.htm

@Gregor

Vorkehrte Logik

Erstens schrieb ich im gleichen Beitrag direkt nach dem Zitat zum Thema 
Rückspeisung:

Carsten R. schrieb:
> Wenn dies berücksichtigt wird
> und die Spannungsquelle damit klar kommt ist alles gut.

Zweitens ist nicht einmal klar ob überhaupt eine Rückspeisung erfolgt. 
Die Rückspeisung war ja optional und die energie kann auch wie 
beschrieben verheizt werden.

Drittens ist das ganze Szenario dermaßen unpassend konstruiert, daß man 
es nicht korrigieren kann, sondern komplett neu schreiben müßte, da zur 
Konstruktion mehrere Szenarien zusammengestückelt wurden und nicht klar 
ist welcher der Organspender eigentlich gemeint ist. Teilweise scheint 
es auch aus der Ecke der Wechselstrom/Drehstrom-Motoren inspiriert zu 
sein. Da wird es dann auch noch interessant wie die Phasen zueinander 
stehen. Wenn wir das auch noch abdecken können wir Bücher füllen. 
Glücklicherweise brauchen wir das nicht da wir hier von DC reden und die 
Regler ihre interen Funktionsweise und die des Motors nach außen hin 
abschirmen.

Gregor B. schrieb:
> Wenn Du zwei Motoren koppelst und den einen als Antriebsmaschine und den
> anderen als Lastmaschine verwendest, musst du, um an der
> Antriebsmaschine ein höheres Drehmoment zu erhalten, die
> Antriebsmaschine mit höherer Drehfrequenz laufen lassen als die
> Lastmaschine. In dem Fall wechselt die Lastmaschine vom motorischen in
> den generatorischen Betrieb und pumpt Energie in den Zwischenkreis der
> Steuerelektronik. Diese Energie musst Du loswerden, entweder über einen
> Bremschopper oder über Netzrückspeisung.
>
> Machst Du das nicht, schaltet entweder der Lastantrieb wegen
> Überspannung ab oder der Zwischenkreis explodiert.

Irgendwelche Drehfrequenzen interessieren uns nicht. Wir reden von 
Gleichstrommotoren. Alles was zählt ist die Drehzahl an der jeweiligen 
Motorwelle. Diese ist proportional zur Spannung. Der Faktor ist 
motorspezifisch. Das Drehmoment ist Proportional zum Strom den ich 
abrufe. Lasse ich sogar die Pole offen, ziehe also keinen Strom, so habe 
ich auch 0 Drehmoment aber die volle Spannung die sich aus der Drehzahl 
ergibt. Das ist keine Überspannung! Reibungsverluste etc. vernachlässige 
ich mal, da sie für das Thema "Überspannung" irrelevant sind.

Man hat nicht ein bestimmtes Drehmoment, bzw stellt dieses ein und muß 
dann sehen wohin mit der Energie und wenn man das Problem nicht löst, 
läuft eine Überpannung auf. Falsch. Man stellt das Drehmoment ein indem 
man den Strom einstellt. "Verbrauche" ich den Strom nicht, so sinkt das 
bremsende Drehmoment.

Diese Energie kann man nun, völlig richtig, in einem Bremschopper 
verheizen oder auch zurückführen. Der Bremschopper muß für die passende 
Leistung geeignet sein. Zurückführen kann man man sie auch über einen 
Zwischenkreis. Ein Wandler paßt dann die Spannung entsprechend an. Der 
Zischenkreis muß natürlich passend zur Generatorkennlinie und der 
erwarteten Drehzahl angepaßt werden. Die Zwischekreisspannung kann 
theoretisch auch höher sein als die "Netzspannung". Auch das wäre keine 
Überspannung. Zwischenkreis und Genrator werden ja für den 
Drehzahlbereich passend ausgelegt.

Eine Überspannung im Zwischenkreis tritt also nur auf, wenn die Drehzahl 
zu hoch wird. Da aber als Antrieb BLDC-Motoren getestet werden, wäre es 
ein Leichtes hier am Regler die Drehzahl zu begrenzen. Entweder man 
testet nur die Motoren und der Regler gehört zum Prüfstand und wird mit 
einer Drehzahleinstellung/begrenzung ausgestattet oder man baut einen 
Drehzahlmesser ein und Fährt den Regler vorsichtig hoch. Wenn man nun 
die Last hochfährt wird die Drehzahl nicht steigen. Als Sicherung könnte 
der Drehzahlmesser ab einem Kritischen Wert die Spannungsversorgung des 
Motors abschalten. Eine Drehzahlbegrenzung ist also wie Eingangs gesagt, 
völlig ausreichend.

Was eine eventuelle Energierückführung betrifft. Der Zwischenkreis ist 
ja wie beschrieben ausgelegt und somit unkritisch. Die Hauptversorgung 
ist teilweise Eigensicher, da der Generator nicht mehr Energie 
einspeisen kann als der Antrieb zieht. Einzig und allein der Moment in 
dem der Antrieb heruntergefahren oder gar abgeschaltet wird könnte 
kritisch sein. In diesem Moment ist die kinetische Energie des 
Schwungrades (Moter+Generator+...) zu entsorgen.

Entweder die Spannungsversorgung kann diese energie aufnehmen der man 
läßt dem Motor dann einfach nur auslaufen oder verwendet für diesen 
Zweck eine andere Bremse. Dies zu berücksichtigen ist gar nicht so 
kompliziert wie es klingt, weil hier keine Überspannung durch das 
Anschalten selbst entsteht. Der aus dem Zwischenkreis zurückführende 
Wandler müßte sie erst erzeugen. Wenn er aber die Ausgangsspannung 
überwacht entnimmt er einfach keine weitere Energie aus dem 
Zwischenkreis und die elektronische Bremse geht zwangsläufig und 
eigensicher automatisch in den Leerlauf.

Carsten R. schrieb:
> Man hat nicht ein bestimmtes Drehmoment, bzw stellt dieses ein und muß
> dann sehen wohin mit der Energie...

Das gleiche gilt übrigends auch bei Wechsel- bzw. Drehstrom. Nur paßt 
hier der Zwischenkreis nicht nur die Spannungen an, sondern der 
Rückführende Wandler muß auch die Phasenlage berücksichtigen. Ohne 
Zwischenkreis geht es nicht, denn wir wollen mit variablen Drehzahlen 
arbeiten, unabhängig vom Netz. Selbst wenn wir dafür ein eigenes 
variables Netz hätten, ginge es nicht, da Motor und Generator für 
underschiedliche Drehzahlen gebaut sein können (Beispiel: Polzahl).

Daher läuft auch hier die Spannung nicht hoch, jedenfalls nicht solange 
man nicht die Drehzahl hochtreibt.

Ungechtet dessen stellen natürlich die Schaltflanken dank der 
Induktivität der Spulen ein Problem dar, welches aber schon behandelt 
wurde und auch nicht direkt etwas mit speziell dieser Anmerkung 
bezüglich des elektrischen Bremsvorgangs zu tun hat

Hallo Carsten!

Da muss ich dir aus eigener Erfahrung wiedersprechen. Der Bremsmotor 
wird ja vom Prüfling angetrieben. Daher speist der auch in den 
Zwischenkreis zurück, um so stärker er bremsen soll (geeigneter 
4Q-Steller vorausgesetzt). Da steigt dann die Spannung massiv an, wenn 
sie nicht anderweitig abgeführt wird. Das muss auch so sein, irgendwo 
muss die Bremsenergie ja hin.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

Das hängt davon ab wie man die "Bremse" aufbaut. Die Überspannug wird 
nicht vom Bremsmotor/Generator erzeugt. Die höchste Spannung hat ein 
Generator im Leerlauf. Durchs Bremsen steigt diese nicht an, im 
Gegenteil. Eine natürliches konzeptbedingtes Auftreten einer 
Überspannung wäre mir neu. Ich lerne gern dazu wenn man mir sagt wo und 
wie diese entstehen soll.

Wenn man die Bremse aber so aufbaut, daß sie auf Teufel komm raus, um 
des Bremsmoment hochzuhalten, Strom zieht und damit per Step up die 
Spannung am Ausgang hochzuwandeln, auch wenn sie die Energie nicht los 
wird, dann entsteht eine Überspannung, bewußt künstlich erzeugt durch 
den Schaltkreis. Das wäre aber eine Fehlkonstruktion. Wer baut einen 
Step-up ohne Ausgangsspannungsbegrenzung?

Prinzipiell hast Du also Recht. Natürlich kann ich immer eine Schaltung 
bauen die in der Lage ist sich selbst zu zerstören. Die Vorstellung 
beispielsweise einen Stepu-up zu bauen, ohne Überwachung der 
Ausgangsspannung, war mir einfach zu Absurd, daß ich das gar nicht in 
Erwägung zog. Aus dem eigentlichen Konzept ergibt sich so ein Fehler 
nicht.

Man kann solche Fehler natürlich jederzeit nachrüsten. Ich kann auch 
einen LED-Treiber bauen, der nicht den Strom begrenzt, sondern die 
überschüssige Energie irgendwo hinpumpt bis die Quelle nur noch die 
ausreichend niedrige Energie für die LED hat. Und wenn abgeleitete 
Energie nicht abegenommen wird macht es peng. Damit würde niemand 
rechnen und bei einem LED-Treiber vor Überspannungen warnen die über der 
Eingansspannung liegen.

Ansonsten läßt einfach das Bremsmoment nach wenn die Energie nicht 
abgenommen wird.

Es gibt unzählige Möglichkeite wie man so etwas Schaltungstechnisch 
lösen kann. Die Frage ist, was sie leisten soll. Wenn die Schaltung 
bremsen muß, dann muß die einen Stromfluß erzeugen und dann zusehen 
wo hin mit der Energie. Dann könnte eine Überspannung entstehen. Aber 
wir bauen hier keinen Antrieb der auch Bremsen muß und somit mechanische 
Energie aufnimmt, sondern einen Prüfstand.

Ein Prüfstand kann nicht mehr Bremsenergie aufnehmen als er im Antrieb 
verbraucht (perpetuum mobile). Also kann für gewöhnlich keine 
Überspannung entstehen. Für die wenigen Ausnahmezustände, beispielsweise 
die Restenergie beim runterfahren wie von mir beschrieben, muß man 
einfach nicht das Bremsen erzwingen. Dazu gibt es am Prüfstand keine 
Notwendigkeit. Und da kann man die Anlage auch anders bremsen oder 
auslaufen lassen.

Einzig und allein wenn man eine hohe Lastdynamik testen will, also 
schnelle Drehzahländerugen, insbesondere nach unten, rufen mechanische 
Energie aus dem Aggregat ab. Wenn, wie von mir schon ganz zu Anfang 
beschrieben, sie Spannungsquelle mit der Rückspeisung umgehen kann, ist 
alles gut. Wenn das nicht der Fall oder nicht sicher ist, dann wird 
einfach das bremsmoment nicht erreicht. Die Frage ist einfach nur:

Baue ich eine Bremse die auf Teufel komm raus Bremsen muß oder baue ich 
eienen Prüfstand dem ich sage: Bremse bitte so stark wie gewünscht wenn 
du kannst. Wird dann das gewünschte schnelle herunterbremsen nicht 
erreicht rüstet an eine Energieentsorgungsmöglichkeit nach.

Ich weiss nicht was du hier mit Stepup und Bremse hast. Es ging im OP 
darum, einen Motor als Bremse zu verwenden (Generatorbetrieb). Der 
Prüfling bringt Leistung auf, der als Bremse verwendete Motor nimmt 
diese auf und speist in den Zwischenkreis seines Reglers ein. Wenn Du 
einen Umrichter so konfigurierst, dass der Motor auf ein festes Moment 
geregelt wird, muss er also in den ZK zurückspeisen. Wie soll die 
Energie sonst "verbraucht" werden?

Genau aus diesem Grund haben eigentlich alle Umrichter für Netzbetrieb 
entweder ein rückspeisefähiges Netzteil (optimal, aber teuer), einen 
internen Bremswiderstand und/oder einen Anschluß für einen externen 
Bremswiderstand. Weil auch beim "normalen Gebrauch" als 
Positionierantrieb der Motor beim Abbremsen durch seine Last in den 
Generatorbetrieb gebracht wird.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

Der Step-Up war ein Realisierungsbeispiel wie man es künstlich schaffen 
könnte eine Überspannung zu erzeugen. Bei Gleichspannung würde man einen 
solchen oder eine der alternativen Techniken benötigen um bei geringer 
Drehzahl(=geringe Generatorspannung) die nötige Spannung zum 
Zurückspeisen zu erlangen.

Im wesentlichen sind wir uns ja einig, nämlich das Energie "entsorgt" 
oder zurückgespeist werden muß um zu bremsen, nur mit der Besonderheit, 
daß ein Prüfstand die zurückgewonnenen Energie wieder im Antrieb 
verbraucht, abgesehen von der beschriebenen Spezialsituation des 
schnellen Herunterfahrens (bremsen ohne weiter anzutreiben), in dem nur 
die Motoren und keine daran hängende Maschine gebremst wird. Es ist nun 
einmal ein Prüfstand und kein echter Antrieb.

Thorsten Ostermann schrieb:
> Weil auch beim "normalen Gebrauch" als
> Positionierantrieb der Motor beim Abbremsen durch seine Last in den
> Generatorbetrieb gebracht wird.

Da stimme ich also völlig zu, abgesehen davon daß der obige Effekt 
dieses Problem größtenteils eliminiert. Das die Quelle zumindest 
begrenzt rückspeisefähig sein sollte für den Rest, wurde von mir schon 
zig mal geschrieben. Ansonsten muß man diese Energie "thermisch 
vernichten".

Und nun geht es darum wie man damit verfährt, wenn doch noch etwas 
Energie zum "entsorgen" übrig bleibt.

Thorsten Ostermann schrieb:
> Der
> Prüfling bringt Leistung auf, der als Bremse verwendete Motor nimmt
> diese auf und speist in den Zwischenkreis seines Reglers ein.

Hier sind Ursache und Wirkung vertauscht. Erst der Strom erzeugt das 
Bremsmoment. Man stellt nicht das Bremsmoment ein und muß dann zusehen 
wie der äquivalente Strom zu entsorgen ist. Man stellt einen Strom ein, 
der nach Möglichkeit fließen soll, und nicht bedingungslos technisch 
erzwungen werden soll. Das wäre eine bewußte Fehlkonstruktion.

Thorsten Ostermann schrieb:
> Wenn Du
> einen Umrichter so konfigurierst, dass der Motor auf ein festes Moment
> geregelt wird, muss er also in den ZK zurückspeisen.

Genau das meinte ich mit "Auf Teufel komm raus Bremsen". Du betrachtest 
den Umrichter als Black-Box welche das so handhabt (bedingungslos fester 
Eingangsstrom). Darin unterscheiden wir uns. Ich betrachte ein solches 
Gerät als absurde Fehlkonstruktion die es so gar nicht zu kaufen geben 
dürfte. Ein solches Gerät wäre nicht zu gebrauchen, weil es sich in 
zahlreichen Alltagsituationen selbst grillen würde (siehe unten).

Jeder Wechselrichter der eingangsseitig den Stromfluß ungeachtet des 
Ausgangs aufrecht erhalten will, wird einem um die Ohren fliegen, 
sobald:

- der ausgangsseitige Verbraucher abgeschaltet wird.
- aus irgendeinem Grunde eine Sicherung auslöst.
- bei Netzeinspeisung das Netz ausfällt, da sich Wechselrichter dann von 
diesem zu trennen haben sobald sie Erkennen das eine Störung / ein 
Netzausfall vorliegt.

Dies sind nur Beispiele und keine vollständige Desasteraufzählung.

Für seine Vernichtung wäre der Umrichter dann selber verantwortlich. Das 
er in einem Prüfstand eingesetzt wird hat damit nichts zu tun. Was 
sollen das für Umrichter sein die ihren Zwischenkreis weiter und immer 
weiter bis zur tötlichen Überspannung aufladen würden, ohne daß sie 
Energie am Ausgang loswerden?

Ein Umrichter hat nur maximal soviel aufzunehmen wie er auch abgeben 
kann. Will an mit ihm die Bremskraft regeln kommt noch der Sollwert 
hinzu. Und dann hat er soviel Enrgie umzusetzen wie er abgeben kann oder 
wie man ihm erlaubt, je nachdem welche der Grenzen niedriger ist.

Thorsten Ostermann schrieb:
> Wie soll die Energie sonst "verbraucht" werden?

Gar nicht. Er müßte (Konjunktiv) um das Bremsmoment zu halten, kann es 
aber nicht. Also bremst er nur so stark wie er Energie los wird. Eine 20 
Watt Glühbirne verbraucht an einem 300 Watt Netzteil auch keine 300 
Watt. Wenn dieses Versucht 300 Watt durch die Birne zu knüppeln, geht 
dabei zwangsläufig die Spannung hoch und die Birne geht 
selbstverständlich kaputt. Das wäre eine Fehlkonstruktion im Netzteil.

Wir unterscheiden uns nur in der Sichtweise wie sich der Wechselrichter 
verhalten soll, wenn weniger Energie abgenommen wird als "erbremst" 
werden soll. Bei mir ist soll nur ein Soll. Bei Dir ist soll 
auch das Ist.

Um die Verwirrung komplett zu machen ist es hierbei egal ob wir von 
einem Wechselrichter bei Wechselstrom oder einer Rückspeisung bei 
Gleichstrom reden. Das Priinzip bleibt das Gleiche.

Aber... stammel Aber...

Aber das wäre eine Lösung ohne Mikrocontroller und ohne Elektronik.^^

Das ginge auch, aber man sollte das vorherige Eichen der mechanischen 
Lösung nicht vergessen.

Hallo Carsten!

>> Der
>> Prüfling bringt Leistung auf, der als Bremse verwendete Motor nimmt
>> diese auf und speist in den Zwischenkreis seines Reglers ein.
>
> Hier sind Ursache und Wirkung vertauscht. Erst der Strom erzeugt das
> Bremsmoment. Man stellt nicht das Bremsmoment ein und muß dann zusehen
> wie der äquivalente Strom zu entsorgen ist. Man stellt einen Strom ein,
> der nach Möglichkeit fließen soll, und nicht bedingungslos technisch
> erzwungen werden soll. Das wäre eine bewußte Fehlkonstruktion.

Nein, der Strom wird vom extern angetriebenben Motor erzeugt. Deswegen 
heißt es Generator. Das gilt natürlich nur, wenn die Wicklung auch 
belastet wird. Bei offener Wicklung fließt kein Strom, aber dann wird 
auch nicht gebremst.

>> Wenn Du
>> einen Umrichter so konfigurierst, dass der Motor auf ein festes Moment
>> geregelt wird, muss er also in den ZK zurückspeisen.
>
> Genau das meinte ich mit "Auf Teufel komm raus Bremsen".

Das ist doch der Sinn einer Bremse in einem Prüfstand. Das sie soviel 
bremst, wie vom Anwender vorgegeben. Und nicht nur ab und an mal ein 
bisschen.

> Du betrachtest
> den Umrichter als Black-Box welche das so handhabt (bedingungslos fester
> Eingangsstrom). Darin unterscheiden wir uns. Ich betrachte ein solches
> Gerät als absurde Fehlkonstruktion die es so gar nicht zu kaufen geben
> dürfte. Ein solches Gerät wäre nicht zu gebrauchen, weil es sich in
> zahlreichen Alltagsituationen selbst grillen würde (siehe unten).

Nein, da irrst du dich. Ein Umrichter macht das, worauf er konfiguriert 
wird. Selbstverständlich hat jedes professionelle Gerät entsprechende 
Sicherheitsschaltungen, die die Reglerfreigabe wegnehmen, bevor das 
Gerät schaden nehmen kann. Ab bis dieser Punkt erreicht ist muss das 
Gerät bedingungslos das tun, worauf es parametriert ist. Sonst ist es 
professionell nicht nutzbar.

> Jeder Wechselrichter der eingangsseitig den Stromfluß ungeachtet des
> Ausgangs aufrecht erhalten will, wird einem um die Ohren fliegen,
> sobald:
>
> - der ausgangsseitige Verbraucher abgeschaltet wird.
> - aus irgendeinem Grunde eine Sicherung auslöst.
> - bei Netzeinspeisung das Netz ausfällt, da sich Wechselrichter dann von
> diesem zu trennen haben sobald sie Erkennen das eine Störung / ein
> Netzausfall vorliegt.

Du hast offfenbar keine praktische Erfahrung mit Servoverstärkern oder 
Frequenzumrichtern:
- Um den Eingangsstrom kümmert sich der Umrichter erstmal nicht.
- Den Ausgang schaltet man im Normalfall schonmal garnicht (Stichwort 
schalten von induktiven Lasten).
- Wenn die Sicherung fliegt oder die Eingangsspannung weggeschaltet wird 
erkennt das das Gerät (am Absinken der Zwischenkreisspannung) und bremst 
den Motor selbsttätig herunter. Sollte dabei die Zwischenkreisspannung 
zu weit ansteigen, wird der Regler abgeschaltet und der Motor läuft 
frei.

> Gar nicht. Er müßte (Konjunktiv) um das Bremsmoment zu halten, kann es
> aber nicht. Also bremst er nur so stark wie er Energie los wird. Eine 20
> Watt Glühbirne verbraucht an einem 300 Watt Netzteil auch keine 300
> Watt. Wenn dieses Versucht 300 Watt durch die Birne zu knüppeln, geht
> dabei zwangsläufig die Spannung hoch und die Birne geht
> selbstverständlich kaputt. Das wäre eine Fehlkonstruktion im Netzteil.

Du vergleichst Äpfel mit Birnen. Ein Servomotor kann kurzzeitig ein 
vielfaches seiner Nennleistungs aufnehmen oder abgeben. Das ist was ganz 
anderes als eine Glülampe. Zumal wir hier von einem geregelten Motor 
reden, nicht von einem Motor der direkt an einer Spannungsquelle hängt.

> Wir unterscheiden uns nur in der Sichtweise wie sich der Wechselrichter
> verhalten soll, wenn weniger Energie abgenommen wird als "erbremst"
> werden soll. Bei mir ist soll nur ein Soll. Bei Dir ist *soll*
> auch das Ist.

Diese unterschiedliche Sichtweise würde ich auf theoretische Betrachtung 
vs. Erfahrung zurückführen. ;)

> Um die Verwirrung komplett zu machen ist es hierbei egal ob wir von
> einem Wechselrichter bei Wechselstrom oder einer Rückspeisung bei
> Gleichstrom reden. Das Priinzip bleibt das Gleiche.

Es spielt auch keine Rolle, wo die Energie herkommt und ob der Motor ein 
Gleichstrom, Synchron- oder Asynchronmotor ist. Die Spannung wird immer 
erst gleichgerichtet und in den Zwischenkreiskondensatoren gepuffert.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

Wir reden völlig aneinander vorbei.

Thorsten Ostermann schrieb:
> Nein, der Strom wird vom extern angetriebenben Motor erzeugt...

Der Generator erzeugt die Spannung. Der Strom mit dem ich die Wicklungen 
dann belaste, hier durch den Wechselrichter kontrolliert, bestimmt das 
Drehmoment, nicht umgekehrt. Es geht darum, daß ich nicht das Drehmoment 
einstelle und dann mit dem Strom leben und zusehen muß wo ich ihn lasse, 
sondern daß ich ohnehin den Strom kontrolliere und jederzeit 
zurücknehmen kann bevor ich ihn irgendwo "hinpumpe" und damit die 
Spannung hochtreibe. Wenn der Wechselrichter dies macht ist er selbst 
die Ursache die Überspannug. Die Überspannung wäre also nicht im Konzept 
der TE zu finden, sondern im fehlerhaft konstruierten Wechselrichter 
begründet! Daß eventuell die gewünschte Bremswirkung aufgrund 
unzureichender Energieentsorgungskapazitäten nicht immer voll erreicht 
werden kann, ist ein völlig anderes Thema.

Thorsten Ostermann schrieb:
> Das gilt natürlich nur, wenn die Wicklung auch
> belastet wird. Bei offener Wicklung fließt kein Strom, aber dann wird
> auch nicht gebremst.

Genau das habe ich doch beschrieben!

Thorsten Ostermann schrieb:
> Das ist doch der Sinn einer Bremse in einem Prüfstand. Das sie soviel
> bremst, wie vom Anwender vorgegeben. Und nicht nur ab und an mal ein
> bisschen.

Nur ab und an ein bisschen hab ich auch nie behauptet! Es geht nur um 
die spezielle Situation bei schneller Drehzahlsenkung wenn gleichzeitig 
die Stromaufnahmefähigkeit des Netzes unzureichend ist und gleichzeitig 
kein (ausreichender) Bremschopper zur Seite steht. Nur dann hätte man 
mehr Bremsenergie als man loswerden könnte und muß daher die Bremskraft 
drosseln weil die Spannung im Zwischenkreis hochläuft. Bei Erhöhung der 
Bremsleistung unter Beibehalt oder Anstieg der Drehzahl tritt das 
Problem ja erst gar nicht auf, weil der Antrieb dann zusätzliche Energie 
benötigt.

Thorsten Ostermann schrieb:
> Aber bis dieser Punkt erreicht ist muss das
> Gerät bedingungslos das tun, worauf es parametriert ist. Sonst ist es
> professionell nicht nutzbar.

Genau das habe ich doch auch geschrieben! Bremsleistung hochfahren bis 
zum soll, es sei denn vorher droht die Selbstzerstörung.

Thorsten Ostermann schrieb:
> Du hast offfenbar keine praktische Erfahrung mit Servoverstärkern oder
> Frequenzumrichtern:
Ich rede nicht vom Wechselrichter am "Eingang" der Anlage oder woher 
auch immer diese Vermutung kommt. Ich rede nicht vom Antrieb sondern die 
ganze Zeit vom Generator und dem Eingang des rückführenden 
Wechselrichters. Ich weiß über Wechselrichter ausreichend viel, daß ich 
sagen kann daß sie sich nicht selbstständig überladen und vernichten 
sollen. Tun sie dies, so handelt es sich um einen Fehler in der 
Komponente selbst.

Thorsten Ostermann schrieb:
> - Um den Eingangsstrom kümmert sich der Umrichter erstmal nicht.

??? Um den geht es doch aber die ganze Zeit. Das Bremsmoment und damit 
der "Bremsstrom" der vom Generator über den Wechselrichter in die 
Versorgung zurückgeführt werden soll, soll ja "fix" einstellbar sein.

Thorsten Ostermann schrieb:
> - Den Ausgang schaltet man im Normalfall schonmal garnicht (Stichwort
> schalten von induktiven Lasten).

Unwichtig ob man ihn selber aktiv schalten sollte oder nicht. Solche 
Szenarien kommen vor und die Möglichkeit ist teilweise auch 
vorgeschrieben. Netzeinspeisende Wechselrichter haben bei 
Störungsfall/Netzausfall ausgangsseitig eine Netztrennung zu vollziehen. 
Eine Sicherung kann durchgehen, denn dazu sind sie da. Mit der 
ausgangsseitigen Last oder der Verbindungsleitung kann sonstwas 
passieren. Was auch immer passiert. Wechselrichter haben so gebaut zu 
sein daß sie niemals die Stromaufnahme aufrecht erhalten wenn der 
Zwischenkreis dank mangelnder Abnahme überlädt.

Thorsten Ostermann schrieb:
> - Wenn die Sicherung fliegt oder die Eingangsspannung weggeschaltet wird
> erkennt das das Gerät (am Absinken der Zwischenkreisspannung) und bremst
> den Motor selbsttätig herunter. Sollte dabei die Zwischenkreisspannung
> zu weit ansteigen, wird der Regler abgeschaltet und der Motor läuft
> frei.

Bei Netztrennung kann kein Strom fließen, folglich gibt es auch keine 
Möglichkeit zu bremsen solange man nicht auf einen Bremschopper oder 
ähnliches ausweicht. Da bei dir der Zwischenkreis absinkt, bist du wohl 
beim Antrieb. Ich bezog mich aber auf das Szenario Netztrennung beim 
rückspeisenden Wechselrichter. Wird dort stumpf und fehlerhaft 
weitergebremst läuft hier im Zwischenkreis die Spannung hoch. Das nun 
auf Freilauf geschaltet werden sollte, (Anpassung der Bremsleistung auf 
das Niveau der "Entsorgungskapazität, in diesem Falle = 0) ist doch 
genau das was ich auch sagte.

Thorsten Ostermann schrieb:
> Du vergleichst Äpfel mit Birnen. Ein Servomotor kann kurzzeitig ein
> vielfaches seiner Nennleistungs aufnehmen oder abgeben. Das ist was ganz
> anderes als eine Glülampe. Zumal wir hier von einem geregelten Motor
> reden, nicht von einem Motor der direkt an einer Spannungsquelle hängt.

Völlig irrelevant, da ich nicht von dem Motor rede, sondern davon wie 
die Eingangsstufe des rückspeisenden Wechselrichters den Zwischenkreis 
überlädt und sich damit der Wechselrichter selbst zerstört. Dies ist 
analog zu einem Netzteil das die nachfolgenden Komponenten zerstört bloß 
weil es mehr Energie als abgenommen wird in den Ausgang pumpen kann und 
dabei überlebenswichtige Parameter ignoriert. Hier gehört eine 
Spannungsüberwachung hin, was zur Folge hat, daß der Bremsstrom 
zurückgeht wenn der Wechselrichter seine Energie nicht abgeben kann.

Thorsten Ostermann schrieb:
> Es spielt auch keine Rolle, wo die Energie herkommt und ob der Motor ein
> Gleichstrom, Synchron- oder Asynchronmotor ist. Die Spannung wird immer
> erst gleichgerichtet und in den Zwischenkreiskondensatoren gepuffert.

Auch da stimme ich voll zu.

Thorsten Ostermann schrieb:
> Diese unterschiedliche Sichtweise würde ich auf theoretische Betrachtung
> vs. Erfahrung zurückführen. ;)

Ob Theorie oder Praxis, wird das Teil seine Energie nicht oder nur 
unzureichend los, so hat es die Leistungsaufnahme auf sichere Werte 
herunterzufahren. Das ist eine Elementare Grundfunktion. Es wäre ein 
leichtes dieses Eingreifen der Sicherheitsschaltung zu signalisieren. 
Dies soll natürlich nicht die übliche Funktionsweise übermäßig 
Einschränken. Eine Sollwertabweichung ist aber der Zerstörung 
vorzuziehen.  Beeinträchtigt dies die Funktion zu sehr ist die 
"Energientsorgungsmöglichkeit" natürlich nachzubessern, damit das Gerät 
seiner Funktion gerecht werden kann.

So kompliziert.

Aber nun ist mir doch noch eine kurzfassung eingefallen.

Die höhe Generatorspannung ist absehbar. Die Anlage kann darauf 
ausgelegt werden. Keine Überspannung.

Die Versorgungsspannung ist die Versorgung. Wenn es hier eine 
Überspannung gibt so kommt sie von extern oder wird vom Wechselrichter 
produziert, was eine Fehlfunktion des Wechselrichters an sich wäre.

Dazwischen kommt der Wechselrichter. Solange die Ein- und 
Ausgangsspannung in der Norm liegen, hat der sich nicht selbst zu 
grillen, ganz egal was ich ihm erzähle. Punkt. Schlimmstenfalls wird 
dann die gewünschte Bremswirkung einfach nicht erreicht. Das ist aber 
ein anderes Thema, wurde nicht efragt, kann aber leicht auf ein 
erträgliches Maß gemildert oder gar behoben werden.