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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik AC Kondensator durch 2 DC Kondensatoren und Dioden bauen ?


Autor: Erich Hang (Gast)
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Hallo !

Ich habe vor einen kleinen Elektromotor (50-100W) durch Vorschalten
eines (bzw. mehrerer) Kondensatoren zu "dimmen".

Nachdem ich keine AC-Kondensatoren gefunden habe die groß genug sind -
Folienkondensatoren gibt´s nur bis einige wenige uF und die kosten dann
schon einige Euro - kam mir die Idee einfach 2 DC-Kondenstoren mit
Dioden davor Parallel zuschalten um so den AC-Kondenstor zu ersetzen.

Ist das so einfach wie es klingt oder übersehe ich da irgendetwas ?

Einziger Unterschied sollte sein, dass während der Sperrzeiten der
Dioden keine Spannung / Strom mehr fließen kann, d.h. eine induktive
Last könnte einen "kleinen" peak schicken, der je nach
Anprechverhalten der Dioden nicht abgeleitet wird - oder kann man davon
ausgehen dass 0815 Dioden schnell genug sind bzw. der peak bei der
kleinen Spannung "egal" ist ?

Eine prinzipielle Frage ist wie groß die Induktivität des Motors ist -
um zu vermeiden, dass ich in Resonanz komme ?
Den Wicklungswiderstand kann ich im Stillstand einfach messen, gehe ich
davon aus, dass die Leistungsangaben ungefähr stimmen, dann könnte ich
mir den Gesamtwiderstand berechnen und mit dem Wicklungswiderstand den
induktiven Scheinwiderstand ausrechnen.

Ist ein Motor vereinfacht eigentlich eine Reihen- oder
Parallelschaltung von induktiver und ohmscher Last ?

Autor: Hanes (Gast)
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Du kannst die gepolten (DC) Kondensatoren auch anti-parallel schalten
und so für AC verwenden.

Autor: A.K. (Gast)
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Zu früh am Morgen? Wenn schon, dann antiseriell.

Autor: Marco S (Gast)
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Hallo Erich.


Gehen wir mal von einem Ohmschen Verbraucher aus. Die Diode ließe den
Strom nur in eine Richtung fliessen. Dabei würde sich der Kondensator
aufladen. Wenn dieser auf die Spitzenspannung von 230*sqrt(2) = 325V
aufgeladen ist, würde kein Strom mehr fliessen. Dasselbe gilt für das
zweite Paar.

Gruß
Marco
-

Autor: Hanes (Gast)
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Ups... das hätte auch einen netten Effekt ergeben... sorry!
Ich meinte Anti-Seriell!

Autor: Erich Hang (Gast)
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OK, d.h. zusammenfassend sollte es bei einem ohmschen Verbraucher keine
Probleme geben 2 DC-Kondensatoren anti-seriell ohne Dioden davor zu
schalten.
Beide Elkos müssen natürlich > 325 V verkraften...

Danke, das hat mir schon sehr geholfen !

Autor: Marco S (Gast)
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Nein, eine anti-seriell-Schaltung kann es nicht sein. Gehen wir mal
davon aus, beide C's seien entladen. Nun kommt die erste Halbwelle.
Dabei fliesst ein Strom durch die C's. Da der Strom in einer
Reihenschaltung überall gleich ist, wird ein C ordnungsgemäß geladen,
wohingegen der zweite verpolt betrieben wird.

Autor: Karl (Gast)
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Wie groß muß den der Kondi sein? Wieviel Volt?

Mir fällt da momentan Komensationskondensatoren oder MP-Kondensatoren
ein... Manchmal bei ebay schon für ein paar Euros...

Mehr infos bitte!

Autor: Hanes (Gast)
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Marco S:
Und? Wenn du einen Kondensator auflädst, fliest der Strom auch in die
andere Richtung als beim Entladen.

Autor: Arno H. (Gast)
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Welche Art von Elektromotor ist das überhaupt, und wie hast Du den
notwendigen Kondensator ermittelt?
Arno

Autor: Winfried (Gast)
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@Hanes: Wie rum der Strom fließt, ist nicht entscheidend. Ob der Strom
dazu führt, dass der Kondensator sich falsch rum auflädt, darum geht
es. Und das wäre in obigem Scenario der Fall.

Autor: Erich Hang (Gast)
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alao braucht man doch Dioden... gibt es darüber Einigung ?

Bezüglich der Dimensionierung:
Der Motor soll ein xyz Pumpen oder Ventilator Motor aus der Haustechnik
sein. Als Leistungsbereich kommt daher ca. 50-150 W (bei 220 Veff
1phasig) Nennleistung in Frage.

Für einen 80 W Motor:
 Z.B. Motor soll auf 90 % der Nennleistung gestellt werden:

Gesamtwiderstand des Motors (Ohmscher + induktiver) = 220*220/80 = 605
Ohm
Um den Motor auf 90 % zu drosseln ergibt sich folgender Widerstand
R = 220*220/(80*0.9) = 672 Ohm -> 67 Ohm müssen durch den Kondensator
erzeugt werden

Für den Scheinwiderstand gilt Xc = 1/(omega*C) --> C = 1/314*67 = 47.4
uF

47 uF findet man bei DC Elkos recht schnell, bei AC Kondensatoren
wird´s entwerder teuer oder man findet gar nichts mehr.... AC
Folienkondensatoren gibts bis ca. 2uF bei Reichelt, aber die kosten
dann schon einige Euros...

Was auch nocu ein Thema ist, dass ich nicht gerade den induktiven
Widerstand des Motors mit meinen Kondensatoren kompensiere und der
Widerstand der Motors nur noch der Wicklungswiderstand ist..... wäre
dann wohl sowas wie ein Tubro-boost Knopf

Eine Möglichkeit mit kleineren Kondensatoren aus zu kommen wäre es den
220 V Motor an 380 V zu hängen und immer zumindest einen Kondensator
als Vorwiderstand zu verwenden - aber das will ich nur machen falls es
anders nicht geht.

Autor: Siegfried Mendyk (Gast)
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Man kann 2 GLEICH GROSSE DC Kondensatoren in Reihe schalten, um sie an
Wechselspannung zu betreiben. Dabei ist zu beachten, dass sich die
Kapazität halbiert. Ausserdem ist es wichtig, dass die Plus oder
Minuspole der Kondensatoren zusammengeschlossen sind, also

Pluspol Kondensator 1 mit Pluspol Kondensator 2 zusammenschliessen,
dieses "Gebilde" hat dann 2 Minuspole aussen und kann als AC
Kondensator benutzt werden.

Autor: Arno H. (Gast)
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Die XYZ-Motoren aus der Haustechnik sind zu 99% Kurzschlussläufer.
Die Drehzahl kann nur über die Netzfrequenz geregelt werden.
Die Leistungskurve eines Motors ist nichtlinear.
Der Motorwiderstand von 605 Ohm entspricht dem Scheinwiderstand, den Du
dann mit einer Blindkomponente einfach durch Subtraktion verändern
willst.
Viel Spass.
Von der Verwendung kleiner Folienkondensatoren rate ich dringend ab.
Die als Motorkondensatoren verwendeten Kondensatoren sind nicht umsonst
etwas grössere MP-Kondensatoren, die es durchaus bis zu 50uF im Handel
gibt.
Die Schaltung mit Elkos und Dioden ist ein Notbehelf! Stichwort
Spannungsfestigkeit.
Arno

Autor: Erich Hang (Gast)
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ich gehe mal davon aus, dass man 2DC zu einem AC-Kondensator
zusammenschalten kann - auch ohne Dioden, probieren geht über
studieren, im worst case rauchen die Dinger eben ab und der FI
geht....

@Arno H.:
wie ich oben schon geschrieben habe muss man/ich aufpassen nicht in
Resonanz zu kommen bzw. muss ich vermutlich die Induktivität erstmal
gänzlich durch Kondensatoren ausgleichen damit ich bei einer "ohmschen
Last" bin und dann mit zusätzlichen Kondensatoren in den Bereich komme
den ich will. Zur Zeit weiß ich jedoch nicht wie groß die Induktivität
ist, da ich den "Versuchsmotor" noch nicht einmal habe....

Dass man die Drehzahl von Kurzschlussläufern NUR über die Frequenz
regeln kann stimmt so nicht - hast du schon mal was davon gehört diese
Motoren per Phasen-An-/Abschnitt zu dimmen ?
Funktioniert bis auf den Lärm der dabei erzeigt wird "wunderbar",
habe ich bereits probiert und will dieses Knattern eben vernmeiden,
darum der Versuch über Kondensatoren. Das der Motor dabei wohl aus
Tritt kommt, wird schon so sein, aber solange er sich gleichmäßig dreht
habe ich damit kein Problem.

Dass die Leistungskurve des Motors nicht linear ist sehe ich nicht als
Problem an. Solange ich in einem Bereich bleibe wo nicht mehrere
gleichwertige Zustände in Frage kommen ist das kein Problem.

Was ist an impulsfesten WIMA Kondensatoren schlecht bzw. was können die
anderen besser ?

Stichwort Spannungsfestigkeit:
Falls man einen impulsfesten (kleinen) Kondensator parallel zu den
Elkos schalten, sollte der nicht die peaks schlucken ?

Danke jedenfalls für die Antworten !

Autor: Jens D. (Gast)
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>ich gehe mal davon aus, dass man 2DC zu einem AC-Kondensator
>zusammenschalten kann - auch ohne Dioden, probieren geht über
>studieren, im worst case rauchen die Dinger eben ab und der FI
>geht....

Überleg doch mal.. was passiert, wenn du einen Kondensator falsch herum
einbauft???

also
- an +
+ an -

in der regel gehen die Kondensatoren fliegen

gruss

Autor: Marco S (Gast)
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Anbei zwei PSpice-Simulationen.

Zuerst die mit Dioden entkoppelten Kondensatoren. Leider ist das
Ergebnis in sw (geht das in der Studentenversion auch in Farbe?). Man
sieht die Eingangsspannung, eine Sinusgröße, die Spannungen der
Kondensatoren, nach dem Aufladen parallel zur x-Achse und die kleinen
Huppel am Anfang, welche die Spannung an der Last darstellen.

Diese Schaltung ist ungeeignet.


Als zweites folgen zwei Kondensatoren in Reihe. Die größte Schwingung
ist der Eingangssinus und die Kleinste die Ausgangsspannung. Verbleibt
die Spannung an einem Kondensator, welche eine Wechselgröße ist. Man
sieht sehr schön, dass die Kondensatoren mit einer negativen Spannung
beaufschlagt werden.

Diese Schaltung ist für DC-Elkos ungeeignet.

Gruß
Marco
-

Autor: A.K. (Gast)
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Wenn Du schon eine Dioden-Variante simulierst, dann doch bitte nicht in
Serie, sondern parallel zu den Elkos.

Interessant ist zudem die Frage, ob PSpice Elkos in solcher Schaltung
korrekt simuliert, oder zu sehr idealisiert. Zumal Du ja wohl keine
Elkos reinkonfiguriert hast.

Die antiserielle Version ohne Dioden spukt mir im Kopf rum, ich habe
aber keine Ahnung woher. Kann sehr gut Unfug sein, aber wenn nicht,
dann könnte es grad damit zusammenhängen, dass Elkos rückwärts
betrieben deutlich andere Eigenschaften haben als vorwärts.

Autor: A.K. (Gast)
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In der englischen Wikipedia wird die antiserielle Version übrigens
ausdrücklich aufgeführt.

Autor: Manuel B. (Gast)
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(entfernt)

Autor: Hanes (Gast)
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Das mit den antiseriellen Kondensatoren klappt, habe ich auch schon
gemacht, allerdings nur mit 24Vac.

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