Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Hochfrequenten Drehstrom erzeugen


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von Mucho (Gast)


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Hallo,

hat jmd. vll. eine Idee, wie ich drei Sinusspannungen, welche um 120 
Grad Phasenverschoben sind und mit einer Freqeunz von 50Hz bis 
100khz-355kHz erzeugen kann ?

Also quasi Drehstrom, nur nicht mit einer Frequenz von 50 Hz, wie im 
deutschen Netz sondern variabel im kHz.

Gibt es vll. ein Signalgenerater, der dreiphasig etwas generiert??

Vielen dank.

von Purzel H. (hacky)


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Geben, wahrscheinlich eher nicht. Machen, ja. Ein Kleines FPGA/CPLD auf 
3 DAC im DDS-Style auslesen.

von Udo S. (urschmitt)


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Mucho schrieb:
> 50Hz bis
> 100khz-355kHz

Das sind fast 4 Größenordungen.
Für was brauchst du sowas?

von schrieb schrieb (Gast)


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Bei welcher Spannung und welchem Strom?

von ndz (Gast)


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von Wolfgang H. (Firma: AknF) (wolfgang_horn)


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Hi, Mucho,

> hat jmd. vll. eine Idee, wie ich drei Sinusspannungen, welche um 120
> Grad Phasenverschoben sind und mit einer Freqeunz von 50Hz bis
> 100khz-355kHz erzeugen kann ?

Die größte Herausforderung ist die Bandbreite von 50 Hz bis 355kHz.
Das sind viele Oktaven. Wo es dazu um 120° geht, da werden Oberwellen 
nicht erwünscht sein.
Folgerungen:

1. Drehstromgenerator auf einer festen hohen Frequenz von z.B. 455 kHz, 
dazu eine variable Überlagerungsfrequenz von 455 kHz bis 810 kHz und 
drei Mischer.

2. Ein doppelter DDS und ein dritter dazu. Schau mal bei Analog Devices, 
da gibt es einen doppelten DDS mit wählbarerer Phasenverschiebung 
zwischen beide Kanälen.

Ciao
Wolfgang Horn

von Harald W. (wilhelms)


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Wolfgang Horn schrieb:

> Schau mal bei Analog Devices, da gibt es einen doppelten DDS mit
> wählbarerer Phasenverschiebung zwischen beide Kanälen.

Normalerweise reichen zwei Phasen mit 90° Verschiebung aus.
Dann braucht man dann aber Trafos, um daraus echten Drehstrom
zu machen.
Gruss
Harald

von Wolfgang H. (Firma: AknF) (wolfgang_horn)


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Hi, Harald,

> Normalerweise reichen zwei Phasen mit 90° Verschiebung aus.
> Dann braucht man dann aber Trafos, um daraus echten Drehstrom
> zu machen.

Klar. Welchen Trafo empfiehlst Du für 5 bis 355 kHz? ;-)
Ja, es ginge auch mit schnellen Operationsverstärkern.

Ciao
Wolfgang Horn

von luppi-Schnuppi (Gast)


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einfach drei Rechteckspannungen und danach jeweils ein abgestimmter 
Bandpass.

von Harald W. (wilhelms)


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Wolfgang Horn schrieb:

> Klar. Welchen Trafo empfiehlst Du für 5 bis 355 kHz? ;-)

Auf jeden Fall ein selbstgewickelter Ferrittrafo.
Ich hab nicht gesagt, das es einfach ist. :-)

Mir ist allerdings auch nicht klar, wozu man Drehstrom mit derart
hohen Frequenzen Überhaupt braucht.
Gruss
Harald

von Mucho (Gast)


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Vielen Dank für die Antwort.

Aber wofür steht DDS?

von Mucho (Gast)


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Oberschwingungen sind zunächst uninteressant, möchte wie gesagt, erstmal 
ein drehfeld generieren welches ziemlich hohe Drehzahlen aufweißt.

Eine Bandbreite von 50 Hz bis 100-200 kHz würde auch akzeptabel sein.

von patsch007 (Gast)


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100kHz Drehfeld würde bedeutet, dass das Drehfeld mit so 6.000.000 
Umdrehungen macht ?
Was für eine Anwendung ist das ?
Welche Leistung und welchen Wirkungsgrad brauchst ?

von Mucho (Gast)


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Also Leistung sollte < 10 Watt sein....

Anwendung ist zunächst offen, will erst mal schauen, ob das zunächst 
realsiiert werden kann...

von Mucho (Gast)


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Habe an die Idee gedacht, vll. ein Signalgenearaoter und einen 
Verstärker dahinter, aber bei einem Signalgenerator bekommt man nur 
einphasig, bräuchte ja das ganze dreiphasig bzw. phasenverschoben...

von Wolfgang H. (Firma: AknF) (wolfgang_horn)


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Hi, Harald,

> Mir ist allerdings auch nicht klar, wozu man Drehstrom mit derart
> hohen Frequenzen Überhaupt braucht.
Hauptsache, Mucho weiß das ...

Hi, Mucho,

> Aber wofür steht DDS?
Direct Digital Synthesis".
Bauvorschläge findest Du auch in diesem und in ähnlichen Foren sowie 
Applikationsvorschlägen.

Ciao
Wolfgang Horn

von Dödel (Gast)


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>Mir ist allerdings auch nicht klar, wozu man Drehstrom mit derart
>hohen Frequenzen Überhaupt braucht.
Man kann viel sinnlose Dinge damit machen

Man kann z.B. sowas nehmen:
http://www.youtube.com/watch?v=_Jh1pFy_XGY
und noch drei Luftspulen um die Kugel rumbauen und dann langsam die 
Frequenz steigern, bis
A: die Kugel in Schwingungen gerät und schnell davonfliegt
B: die Kugel einen zu hohen Luftwiederstand hat und nicht mehr schneller 
dreht
C: die Kugel so schnell dreht, dass sie explodiert
D: etwa 2'000'000 RPM erreicht sind

von Mucho (Gast)


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Hallo Wolfgang,

du scheinst dich ja da etwas auszukennen, besteht denn die Möglichket 
auf einem anderen Wege zu kommunizieren, sollten Fragen auftauchen?

von Udo S. (urschmitt)


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Mucho schrieb:
> du scheinst dich ja da etwas auszukennen, besteht denn die Möglichket
> auf einem anderen Wege zu kommunizieren, sollten Fragen auftauchen?

Mal wieder ein richtig netter Zeitgenosse.
Infos abgreifen aber keinerlei Fragen beantworten, und das Ergebnis auch 
nicht hier öffentlich zur Verfügung stellen.

von W.S. (Gast)


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Wolfgang Horn schrieb:
> Ein doppelter DDS und ein dritter dazu...

Da spricht der Theoretiker.

Nee, mal im Ernst: bau dir eine ganz üblichen Sinusgenerator nach dem 
Phasenschieberverfahren und sechspoligem Tiefpass (3x C, 3x R), den du 
dann mit Dreifach-Poti abstimmen kannst. An jeder Stufe dieses 
Tiefpasses kannst du dir dann einen Sinus abgreifen und die Phasenlage 
der 3 Signale ist dann exakt 120° zum nächsten - soweit die RC-Glieder 
gleich sind.

Simpel, analog, billig und geht zuverlässig über mehrere Dekaden.

W.S.

von Stefan M. (derwisch)


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In ganz gross empfehle ich Sender Grimeton ( SAQ ) 17,2 kHz in Schweden.
Der letzte betriebsfähige Maschinensender.
Der schafft was. :-)

von Josef (Gast)


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Hallo w.s

Das geht auch nur mit einem einzigen sinusgenerator mit nur einem Output 
? Oder benötige ich drei Outputs ?

Vielen Dank für deine Antwort ...

von Harald W. (wilhelms)


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Stefan M. schrieb:
> In ganz gross empfehle ich Sender Grimeton ( SAQ ) 17,2 kHz in Schweden.
> Der letzte betriebsfähige Maschinensender.
> Der schafft was. :-)

Auch Drehstrom?

von Dieter (Gast)


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Die Antwort von Herrn W.S. scheint ja sehr simpel zu sein. Was aber ist 
denn ein sechspoliger Tiefpass ? Ein normalen Tiefpass kenne ich, aber 
den Begriff sechspolig dazu hab ich leider nie gehört.

MfG
Dieter K.

von hp-freund (Gast)


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von Theoretiker (Gast)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Mir ist allerdings auch nicht klar, wozu man Drehstrom mit derart
> hohen Frequenzen Überhaupt braucht.

Vermutlich HF-Spindel-Anwendung.
Trafo brauchtst da nicht. Entsprechende 3-Phasen Gegentakt-Treiber
reicht. Sollte nur kurzschlussfest sein. Ist aber nichts für Anfänger.
Fertige bezahlbare Frequenzumformer gibts in der Bucht.

von Wolfgang H. (Firma: AknF) (wolfgang_horn)


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Hi, W.S.,

> Da spricht der Theoretiker.
Ja, und der Pragmatiker hat hier die Aufgabenstellung nicht richtig 
gelesen - der Frequenzbereich sollte bei 50 Hz beginnen bis 100 kHz.
>
> ... bau dir eine ganz üblichen Sinusgenerator nach dem
> Phasenschieberverfahren und sechspoligem Tiefpass (3x C, 3x R), den du
> dann mit Dreifach-Poti abstimmen kannst.

> Simpel, analog, billig und geht zuverlässig über mehrere Dekaden - soweit
> die RC-Glieder gleich sind.

Schmalbandig und im NF-Bereich: Für Bastler in Ordnung. Für industrielle 
Fertigung kommen die Kosten für Datenhaltigkeit hinzu, und die sin gern 
wesentlich höher als die Einsparung durch "billige Potentiometer".

W.S., gute Ideen höre ich gern. Vorwürfe des Typs "Dein Vorschlag ist 
schlecht, meiner ist besser!" aber gar nicht gern. Wäre ich ei Ritter, 
würde da mein Visier herunter klappen.

Ciao
Wolfgang Horn

von Udo S. (urschmitt)


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Theoretiker schrieb:
> Vermutlich HF-Spindel-Anwendung.

100kHz wären bei einem Polpaar aber 100.000 U/s also 360 Millionen 
u/min!!!
Da kommt keine HF Spindel auch nur annhähernd hin, auch keine 
Ultrazentrifuge oder auch nur Zahnarztbohrer.

von Harald W. (wilhelms)


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Theoretiker schrieb:

>> Mir ist allerdings auch nicht klar, wozu man Drehstrom mit derart
>> hohen Frequenzen Überhaupt braucht.
>
> Vermutlich HF-Spindel-Anwendung.

Mit  20 Millionen U/min?

von Wolfgang H. (Firma: AknF) (wolfgang_horn)


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Hi, patsch007,

> Was für eine Anwendung ist das ?

Auf Muchos Frage hin hatte ich eine logarithmisch-periodische 
Drehstrom-Antenne vor meinem inneren Auge.
Energetisch hat die eher keinen Vorteil, weil in jeden Strahler nicht 
nur der Strom aus der Speiseleitung fließt, sondern auch der Strom, der 
aus benachbarten Strahlern eingekoppelt wird - und die wohl eher 
gegeneinander wirken.

Aber das Strahlungsdiagramm der logarithmisch-periodischen 
Drehstrom-Antenne müsste schmäler sei als das einer gleich großen 
logarithmisch-periodischen Antenne nach dem üblichen 
"Wechselstrom-Prinzip".

Ich erinnere mich, wie ein Antennenbauer die Bezeichnung "Super Gain 
Antenna" in die Diskussion warf und erläuterte: "Wenn der Kunde will, 
können wir durchaus mehr Strahler pro Wellenlänge vorsehen als üblich. 
Damit können wir theoretisch eine sehr hohe Richtwirkung erreichen. Aber 
keinen höheren Gewinn wegen der Strahlungskopplungen."

Empfangsseitig ist dies in Peilantennen von Dopplerpeilern üblich.

Ciao
Wolfgang Horn

von Silvio K. (exh)


Angehängte Dateien:

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Ich bin auch gerade an so etwas dran. Bild zeigt phasenstarre Kopplung 
bei Frequenzänderung im Niedrigstfrequenzbereich . Mein Aufbau geht von 
praktisch Null bis ein paar MHz, natürlich DDS.

von Dieter (Gast)


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@ Silvio,

das ist aber kein symmetrisches Drehstromsystem oder ?

von ich (Gast)


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Dieter schrieb:
> das ist aber kein symmetrisches Drehstromsystem oder ?

So wie es aussieht doch, nur mit unterschiedlichen Amplituden. Da sieht 
man es nicht so genau.

von Silvio K. (exh)


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Ja, Amplituden waren nicht gleich. Wollte nur das Prinzip zeigen. 
Phasenlage ist beliebig einstellbar...

von GB (Gast)


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Kann man auch kaufen, kostet jedoch richtig Geld.
Z.B. der hier:
http://www.taborelec.com/products_home.asp?prod=arbitrary_waveform_function_generator&model=WW5064&over=products&prod3=four_channel_arbitrary_waveform_generators

4765€ + MWSt. bei Stantronic.

Oder diesen hier:
http://www.ttinst.co.uk/products-tti/generator/tga1240.htm
Listenpreis 3757€ + MWSt.

von luppi (Gast)


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kleiner Spartan und Dac und gut ist.

von Dieter (Gast)


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@silvio

Wie genau kann ich mir beim Aufbau vorstellen?
Kannst du mir schreiben wie du es aufgebaut hast und bekommst du auch es 
so hin, dass du ein symmetrisches Drehstromsystem erzeugst ?

von ich (Gast)


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Dieter schrieb:
> @ Silvio,
>
> das ist aber kein symmetrisches Drehstromsystem oder ?

Silvio K. schrieb:
> Ja, Amplituden waren nicht gleich. Wollte nur das Prinzip zeigen.
> Phasenlage ist beliebig einstellbar...


Dieter schrieb:
> @silvio
>
> Wie genau kann ich mir beim Aufbau vorstellen?
> Kannst du mir schreiben wie du es aufgebaut hast und bekommst du auch es
> so hin, dass du ein symmetrisches Drehstromsystem erzeugst ?

Wie oft möchtest du es noch hören, daß die Amplituden und Phasenlagen 
beliebig eingestellt werden können, also logischerweise auch 
symmetrisch. Und aufgebaut ist es mit einer DDS. Der Rest ist Software.

von Dieter (Gast)


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Hallo ich,

wenn es dir doch nicht passt, dann geh doch aus diesem Thread hier raus 
und fertig. Wenn du keine Lust hast Fragen zu beantworten dann brauchst 
du auch nicht dich in solch einem Thread zu bewegen.

Ich bin Schüler und wüwrde auch gerne mal anfangen zu experementieren.

DDS und dann ? Welche Software oder welche Schaltung dazu ? Nur ein DDS 
oder mehr? Wie viel Ausgänge ?



MfG
Dieter

von Silvio K. (exh)


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Ich habe DDS-Bausteine vom Typ AD9833 verwendet. Die hatte ich gerade da 
und auch schon auf Platine. Damit ging es ganz gut. Also Controller 
hatte ich einen etwas Größeren (SmartFusion-Evalboard von 
Actel/Microsemi) verwendet, weil ich noch eine ganze Menge mehr 
vorhatte. Mit einem AtMega8 macht man aber nichts falsch.

Der Thread ist recht interessant, da hier tolle Ideen auftauchen.
Ich habe mich gefragt, was passiert, wenn man ein magnetisches Drehfeld 
auf bspw. ein Elektrolyt appliziert. Fängt sich die Flüssigkeit nur an 
sich zu drehen und wird warm, oder passiert noch was anderes 
spannenderes?
Oder ein Drehfeld auf etwas mit weniger Masse, z.B. Plasma?
Entsteht dann ein Gas-Wirbel mit unglaublicher Geschwindigkeit...?

Mal sehen, was die Zukunft bringt...

von Frank (Gast)


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Hallo,,

man könnte es auch ganz klassisch mit etwas Mechanik bauen indem man 
einen Generator mit entsprechender Polpaarzahl mechanisch mit einem 
Motor koppelt, der in der Drehzahl regelbar ist.
Das Ganze dürfte zwar bei den nötigen Polpaaren einen ziemlich miesen 
Wirkungsgrad haben und auch nicht gerade klein werden, sollte aber mit 
entsprechendem Aufwand durchaus machbar sein.

Zugegeben, bei einer Drehzahl von 10000 * 1/min und 336KhZ bräuchte man 
einen Generator mit 2100 Polpaaren, was die Maschine doch recht groß 
werden läst.

Wenn man die Wicklungen entsprechen gruppiert heraus führt kann man 
sogar die Polpaare umschalten (Dahlanderschaltung) und so den 
antreibenden Motor in (zumindest halbwegs) gleichmässigen 
Drehzahlbereichen halten.

Frank

von Friedberg (Gast)


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Wie wäre es mit der Idee, einen Funktionsgenerator mit einer Bandbreite 
im MHz-Bereich mit meinetwegen auch nur einem Output.

Dazu zwei Phasenschieberschaltungen parallel schalten, der eine um 120 
Grad, der andere um 240 Grad, hinter den drei Ausgängen dann jeweils 
drei Verstärker und schon hat man sein gewünschtes Ergebnis ??

von Andrew T. (marsufant)


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Mucho schrieb:
> Hallo,
>
> hat jmd. vll. eine Idee, wie ich drei Sinusspannungen, welche um 120
> Grad Phasenverschoben sind und mit einer Freqeunz von 50Hz bis
> 100khz-355kHz erzeugen kann ?
>
> Also quasi Drehstrom, nur nicht mit einer Frequenz von 50 Hz, wie im
> deutschen Netz sondern variabel im kHz.
>
> Gibt es vll. ein Signalgenerater, der dreiphasig etwas generiert??
>


Haben wir hier mal im Institut vor 20 Jahren mit 3 Stück XR2206 und 
etwas R,c und einer Handvoll 555 gemacht.

Sofern man geringe ansprüche an die Frequentzkonstanz haz, geht das 
analog.

Heute würde man wohl schlicht DDS nehmen, da die teile fast nix kosten.

von Harald W. (wilhelms)


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Frank schrieb:

> man könnte es auch ganz klassisch mit etwas Mechanik bauen indem man
> einen Generator mit entsprechender Polpaarzahl mechanisch mit einem
> Motor koppelt, der in der Drehzahl regelbar ist.
> Das Ganze dürfte zwar bei den nötigen Polpaaren einen ziemlich miesen
> Wirkungsgrad haben und auch nicht gerade klein werden, sollte aber mit
> entsprechendem Aufwand durchaus machbar sein.

Ja, Maschinensender; das sieht dann so aus:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a4/Alexandersson1.JPG/800px-Alexandersson1.JPG

von Silvio K. (exh)


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Ich denke, heutzutage ist die Nutzung von DDS-Bausteinen die einfachste 
Lösung. Man möchte ja auch die Frequenz ändern können mit konstantem 
Phasenbezug. Das ist mit Phasenschiebern und konstantem Delay mehr oder 
weniger schwieriger... Wenn man FPGA-Profi ist, dann lockt natürlich die 
DAC+FPGA-Lösung. Maschinensender wurden übrigens früher auch schon bei 
Induktiven Härteverfahren genutzt, als es noch keine befriedigenden 
Halbleiter oder Röhrenlösungen gab. Wer schon mal mit DDS gearbeitet 
hat, der schwört auf DDS...

von Michael (Gast)


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Liebe Leute, hier wird immer so einfach alles geschrieben:

Ich habe folgenden DDS:

http://www.conrad.de/ce/de/product/430504/BK-Precision-4040B-DDS-Funktionsgenerator-001-Hz-20-MHz-Sinus-Rechteck-Dreieck?ref=searchDetail

Und nun ?? Ich will ja Drehstrom, habe allerdings nur ein Output, also 
was soll ich nun machen bzw. was fehlt mir noch?

von Volker S. (sjv)


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Hallo,

als diskrete digitale Lösung ein Eprom mit den Funktionswerten der 3 
phasenverschobenen Spannungen programmieren, an den Ausgängen 3 DAC 
anschließen, Eingänge über Zähler ansteuern und über die Taktfrequenz 
die Ausgangsfrequenz variieren.
Es würden auch 2 90° Spannungen reichen, aus denen läßt sich analog auch 
ein 3-Phasensystem machen.

MfG

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