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
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Verkabelungvisiotest.jpg
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welches Kabel hast du gewählt? Je nach betriebsbedingungen bei h07rnf mindestens 25qmm. Mit 35qmm bist du auf der sicheren Seite. http://www.faberkabel.de/upload/datenblaetter/Datenblaetter/DE/DBL_H07RN.PDF
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?
5A/mm^2 bei 10° Temperaturerhöhung oder so? 80/5 = 16mm^2 werden reichen. Musste aber noch einmal gegenrechnen, ob der Leitungswiderstand 80A zulässt.
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.
Frage an Thomas: Mit welchen Typ Kabelschuh kann ich denn am besten eine Verbindung zu den Messwiderständen realisieren? Es handelt sich um folgende Widerstände: http://img.directindustry.com/images_di/photo-mg/power-resistor-thick-film-11566-4939813.jpg
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.
Wie schon gesagt, die Prazision spielt hier keine große Rolle. Ob dann nun 1 Ampere mehr oder weniger fließt ist bei der Stromstärke egal. :)
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.
oder gleich damit messen z.b. http://www.lem.com/hq/de/component/option,com_catalog/task,displaymodel/id,60.62.25.000.4/ oder http://www.lem.com/hq/de/component/option,com_catalog/task,displaymodel/id,90.05.44.003.0/
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?
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Hier mal die Übertragungskennlinie der IGBTs.
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Falsch. Das war das der Verlauf der Durchlassspannung. Die Übertragungskennlinie kommt jetzt.
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 von1 | 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
Ich weiß das aus praktischer Erfahrung. Wir messen täglich niederohmige Widerstände mit Auflösung im nOhm-Bereich - du auch?
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
Sorry, wenn ich wieder nicht in der Lage gewesen bin, meine Bedenken zu äussern und das statt dessen als Besserwisserei rüberkam. ICH würde 3x35mm² bei den "dicken" Kabeln hernehmen und bei den anderen, dünneren Typen 10mm². Nicht beim Elektriker, sondern beim ACR Car_Hifi Austatter. Der hat gleich die entsprechend vergoldeten KabelCrimphülsen und -schuhe und eine vernünftige Zange um das ganze ordentlich kalt zu verpressen. Nochmal Tipp von mir: Nimm ein MOSFET Modul und verheize die Leistung in Widerstände. Die haben einen vorhersagbaren Tk und dürfen auch gern 300Grad heiss werden, OHNE ihre wichtigsten Parameter zu verändern. Aber wenn schon soweit alles fertig ist und die Sachen verwendet werden sollen, die schon da sind - ja dann. http://www.rakuten.de/produkt/acr-stromkabel-35mm-acr-hca-35r-rot-488901406.html http://www.rakuten.de/produkt/acr-ringoesen-fuer-35mm-acr-ha-69-488893571.html?_ga=1.14390135.1333545599.1424755715 http://www.rakuten.de/produkt/rta-gabelkabelschuh-10mm-o8mm-2-stk-rta152150-0-488896921.html?_ga=1.5946227.1333545599.1424755715 http://www.rakuten.de/produkt/acr-verteilerblock-acr-hca-14-488893431.html?_ga=1.10638580.1333545599.1424755715 Als Zange reicht was einfaches aber robustes http://www.ebay.de/itm/like/350364662722?lpid=106&chn=ps oder was teures http://www.pkelektronik.com/weidmueller-crimpwerkzeug-pz-50-fuer-aderendhuelsen-25-50-mm.html Crimpzange <-> Kerbzange Ich wollte wirklich niemandem zu nahe treten, sorry. Aber wer das schon mal machen durfte, der weiss eben, das man 1000Watt eben nicht so ohne weiteres weggekühlt bekommt und sich diese in niederohmigen Widerständen besser in Wärme umwandeln lässt, als in IGBT Modulen. Axelr.
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 ;)
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