mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Einspeisewechselrichter vereinfachen


Autor: Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)
Datum:

Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Ich hab mal eine Frage an Leute, die sich evtl. mit den Normen 
auskennen:

Wäre es erlaubt, einen Wechselrichter zu bauen, der statt eines 
sinusmodulierten Stromes einen konstanten Strom ins Netz einspeist? Also 
ich meine damit schon Wechselstrom (was anderes geht ja nicht), aber 
eben einen Strom von beispielsweise 1A, der sich über die Zeit nicht 
ändert.

Damit verhält sich der Wechselrichter nicht mehr rein ohmisch, aber die 
Leistungsabgabe wäre aufgrund der sich ändernden Spannung trotzdem 
sinusförmig.

Hintergrund der Überlegung ist eine starke Vereinfachung der Steuerung, 
eine Konstantstromquelle ist viel einfacher aufzubauen als eine 
sinusmodulierte Stromquelle. Da kommt man ohne Mikrocontroller oder 
komplexe DSP-Regelkreise aus, aber ich weiß eben nicht ob so ein Aufbau 
möglich wäre.

Mir geht es nicht um die rechtliche Erlaubnis. Ich weiß, daß der 
Anschluß von selbstgebauten Schaltungen an das Stromnetz oftmals 
verboten ist und ich habe nicht vor, dies dauerhaft oder auf großer Spur 
mit hoher Leistung zu tun. Um zumindest Minimalanforderungen zu erfüllen 
käme für die Entwicklung ein Trenntrafo "als Netzteil" dazwischen. Mir 
geht es darum, ob man theoretisch eine Zulassung für so ein Gerät 
bekommen könnte oder ob dies aufgrund des nicht sinusförmigen Stromes 
von Anfang an ausgeschlossen wäre.

Autor: Tester (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ben B. schrieb:
> Wäre es erlaubt, einen Wechselrichter zu bauen, der statt eines
> sinusmodulierten Stromes einen konstanten Strom ins Netz einspeist? Also
> ich meine damit schon Wechselstrom (was anderes geht ja nicht), aber
> eben einen Strom von beispielsweise 1A, der sich über die Zeit nicht
> ändert.


Was denn nun? Gleichstrom oder Wechselstrom?
Ein Strom von 1A, welcher sich über die Zeit nicht ändert, ist 
Gleichstrom und den wirst du über einen Trafo nicht übertragen können.

Autor: Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)
Datum:

Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Wie geschrieben geht nur Wechselstrom. Aber eben keiner mit 
sinusmodulierter Amplitude um einen negativen ohmischen Widerstand zu 
simulieren, sondern einen konstanten Strom, der sich nicht in der 
Amplitude ändert.

Autor: TestX (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
So wie du dir das vorstellst funktioniert das nicht...überleg dir mal 
welche Zeitkonstante der Regelkreis des Stromreglers bräuchte und wie 
dieser sich dann Verhält...

Autor: Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)
Datum:

Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Warum soll das nicht funktionieren? Ich messe den Strom z.B. über einen 
Shunt oder Stromwandler und regle diesen auf konstant. Solange die 
Spannung der speisenden Quelle (Zwischenkreis) über der jeweiligen 
Netzspannung liegt, wird dieser Strom auch ins Netz fließen.

Die Leistungsregelung/Anpassung erfolgt dann über die Höhe des Stromes, 
was bei sinusmoduliertem Strom deutlich schwerer ist. Man bräuchte dann 
z.B. einen spannungssteuerten Verstärker, um den Netzsinus in einen 
analogen Regelkreis einzukoppeln.

Autor: Dieter W. (dds5)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wenn der Strom konstant ist pendelt die Leistung nur denn der während 
einer Halbwelle eingespeiste Strom wird während der anderen Halbwelle 
wieder bezogen.

Es würde nur gehen wenn im Nulldurchgang die Stromrichtung umgepolt 
würde, was aber wegen des Rechteck-Charakters erhebliche Oberwellen 
produziert.

Autor: A.B. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Du könntest mit einem Optokoppler die Polarität des Netzes bestimmen und 
dann deinen Konstantstrom je nachdem an- und abschalten. Irgendwie musst 
du dein Rechteck aber filtern, denn wie schon gesagt, enthält das eine 
Menge Oberwellen.

Autor: Sascha (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die billigen, kleinen Wechselrichter machen das so. Nennt sich modified 
sine wave und ist letzten Endes ne 3-Pegel PWM.

Der fließende Strom ergibt sich aus dem Ladezustand des 
Zwischenkreiskondensators und dem Strom der gerade aus dem MPPT Teil 
kommt.
Der Strom ist also auch alles andere als sinusförmig.

Bei kleinen WR geht das noch durch, weil die damit relativ effektiv die 
ebenfalls pulsförmige Leistungsaufnahme von Trafonetzteilen und kleinen 
SNTs ohne PFC kompensieren.

Ab 300W brauchen SNTs PFC, vermutlich gilt die Grenze auch für solche 
Wechselrichter. Kann man ja mal in den Einspeisebestimmungen des VDE 
nachlesen.

Autor: Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Es ist kein Problem den Konstantstrom mit einer Vollbrücke auf beide 
Halbwellen der Netzspannung einzuspeisen.

Ich muß auch dazu sagen, ich hab bereits einen funktionsfähigen 
Einspeisewechselrichter mit sinusförmigem Ausgangsstrom gebaut, aber der 
verwendet einen recht komplexen Regelkreis mit zwei Mikrocontrollern. 
Einer Steuerung des Wechselrichters und MPPT, der zweite für 
Überwachung, ENS und Notabschaltung im Fehlerfall.

Mir geht es hier um die Vereinfachung davon, z.B. mit einem analogen 
Regelkreis. Aber mit einem analogen Regelkreis einen sinusförmigen 
Ausgangsstrom hinzukriegen, der dazu wegen dem MPPT noch variabel sein 
muß, kommt mir schwer vor. Vor allem bei sehr kleiner Leistung würden 
sich da schnell Toleranzen der Bauteile auswirken, wenn man den 
Soll-Sinus gegen eine starre Referenzspannung regelt. Ich glaub das 
kriegt man ohne aufwendigen Abgleich/Kalibrierung nicht hin.

Der PFC-Zwang gilt bereits ab 70W wenn ich das richtig in Erinnerung 
habe.

Bei einem eingespeisten Konstantstrom würden die Störungen durch das 
kurze Abschalten/Umschalten des Stromes in der Nähe des Nulldurchganges 
bei sehr geringer Leistung auftreten. Bei 5A Konstantstrom würde der 
Wechselrichter grob überschlagen 1100W Dauerleistung erreichen, wenn man 
bei +-2V um den Nulldurchgang zwischen den Halbwellen umschaltet, 
passiert das bei einer Momentanleistung von 10W. Ein via 
Phasenanschnittsteuerung geregelter Staubsauger oder eine auf diese 
Weise gedimmte 300W Wohnzimmerlampe stört wahrscheinlich mehr.

Autor: Dieter W. (dds5)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Es soll Schaltungen geben, bei denen der Augenblickswert der Spannung 
als Referenz für den Strom benutzt wird - erstaunlicherweise wird der 
dann auch sinusförmig.  ;-)

Autor: oszi40 (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ben B. schrieb:

> Phasenanschnittsteuerung geregelter Staubsauger oder eine auf dieser
> stört mehr

Du störst dafür wesentlich länger als DER Staubsauger. Außerdem erwartet 
der Versorger eine "schöne" Sinuswelle wo nicht schon was fehlt.

Autor: Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Schon mal einen Netzsinus an Deinen Nicknamen angeschlossen? Das ist 
heutzutage alles andere als ein schöner sauberer Sinus!

> Es soll Schaltungen geben, bei denen der Augenblickswert der Spannung
> als Referenz für den Strom benutzt wird - erstaunlicherweise wird der
> dann auch sinusförmig.  ;-)
Ich wäre blöd wenn ich über sowas nicht schon nachgedacht hätte. 
Allerdings finde ich das ohne extem sauberen Abgleich so gut wie 
unmöglich. Da spucken einem jede Menge Toleranzen und parasitäre Effekte 
in die Suppe. Die Referenzspannung des Stromwandlers (wenn man so einen 
zum Messen des Ausgangsstromes nimmt) müßte bei Strom=Null exakt mit der 
Referenz des PWM-Reglers übereinstimmen. Das alleine wird schon schwer. 
Wenn man einen Shunt zur Strommessung nimmt bekommt man bei kleiner 
Leistung Spannungen nahe Null/GND, wo Operationsverstärker oft Probleme 
mit haben. Dazu kommt, daß die Amplitude des als Referenz verwendeten 
Netzsinus variabel sein muß um die Leistung steuern zu können. Jede 
Menge Probleme also.

Autor: A.B. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Du könntest auch nur die Nulldurchgänge erfassen und dann einfach 
"blind" einen Sinus passender Frequenz erzeugen und einspeisen. Das 
sollte natürlich ein uC machen. ;)

Autor: Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Genau so funktioniert mein erstes Patent.

Autor: oszi40 (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
A.B. schrieb:
> nur die Nulldurchgänge erfassen und dann einfach "blind"

Bei dem Dreck, der manchmal im Netz ist, wird bei falschem Meß-Zeitpunkt 
statt Einspeisung eher ein Verbrauch erzeugt. Wenn die 
Erfassungs-Zuverlässigkeit ausreichend gut wäre, könnte es klappen 
solange das Netz stabil bleibt. Aktuelle Netzfrequenz
beträgt jetzt 50.020 Hz
beträgt nun 49.999 Hz.
Quelle: http://www.netzfrequenzmessung.de/

Autor: Cosinus (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ben B. schrieb:
> Genau so funktioniert mein erstes Patent.

welche Patentnummer?

Autor: Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Der Wechselrichter ist so aufgebaut, daß er keinen Verbrauch erzeugen 
kann. Die Ausgangsspannung des Wandlers liegt immer über der 
Netzspannung bzw. wird durch die Netzspannung begrenzt. Wenn die 
Frequenz oder die Nulldurchgänge nicht absolut korrekt getroffen werden, 
steigt die Verzerrung des Stromes ein wenig, aber es geht nichts kaputt. 
Das gleiche passiert auch, wenn die Netzfrequenz nicht bei exakt 50Hz 
liegt, dann entsteht ein leichter Versatz bei den Nulldurchgängen.

Autor: A.B. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nein, nicht ganz "blind". ;) Blind nur im Sinne der aktuellen 
Netzspannung, nicht im Sinne der Frequenz. Man sollte die Nulldurchgänge 
ständig erfassen und den Sinus der Frequenz entsprechend erzeugen. So 
kann man auch supereinfach abschalten, wenn die Frequenz zu stark aus 
dem Ruder läuft.

Autor: Alfred B. (alfred_b979)
Datum:

Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Cosinus schrieb:
> Ben B. schrieb:
>> Genau so funktioniert mein erstes Patent.
>
> welche Patentnummer?

Hätte mich auch interessiert, falls Du es verraten magst.

Autor: Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)
Datum:

Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Für die Notabschaltung/ENS ist ein zweiter Controller verantwortlich, 
der diese Parameter überwacht. Im Fehlerfall bzw. bei zu großer 
Abweichung bekommt der Regler-µC ein Stop-Signal, über die Treiber-ICs 
der Leistungsstufe werden alle FETs abgeschaltet und die Netzrelais am 
Ausgang fallen ab. Da brauche ich mich also nicht weiter drum kümmern.

Patentnummer gibts keine, ich nenne alle meine
Bastelprojekte "meine Patente".

Autor: Alfred B. (alfred_b979)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ben B. schrieb:
> ich nenne alle meine
> Bastelprojekte "meine Patente"

:-)

P.S.: Und danke für die Beschreibung.

: Bearbeitet durch User
Autor: Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Keiner mehr 'ne Idee oder 'ne Meinung?

Autor: Pic T. (pic)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Du meinst sowas http://www.romanblack.com/micro_gt.htm
Das http://www.romanblack.com/HardRNG/HardRNG1.htm project liefert den 
enable ( led -  pin13) für den tl494.

Autor: Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Im Prinzip korrekt, allerdings ist mir der verlinkte 
Wechselrichter-Vorschlag zu einfach aufgebaut.

Eine netzsynchrone Vollbrücke zur Einspeisung auf beide Halbwellen ist 
kein Problem, sowas habe ich schon komplett ohne Mikrocontroller fertig 
(lediglich die Überwachung übernimmt ein µC, für die Funktion ist er 
nicht erforderlich).

Auch eine Einspeisung von erst 70V aufwärts ist Blödsinn, bei meinen 
Entwürfen liegt die "Einschaltschwelle" bei etwa 3V, alles darunter wird 
als Nulldurchgang erkannt. Angesichts der hohen Änderungsgeschwindigkeit 
der Spannung (die ist im Nullpunkt maximal) ist die Pause extrem kurz.

Aber die Regelung kommt in etwa so hin wie ich mir das vorstelle, nur 
möchte ich mit solchen Mitteln (analoger Regelkreis) gerne möglichst 
nahe an einen echten Sinus heran, der dazu zwecks Leistungsregelung in 
der Amplitude steuerbar sein sollte.

Autor: Franz (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Magst du von deiner Vollbrückensteuerung zur Einspeisung ohne µC denn 
mal einen Schaltplan anhängen?

Autor: Wolfram Krüger (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
War wohl doch nur "heiße Luft". ^^

Autor: Georg (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ben B. schrieb:
> Patentnummer gibts keine, ich nenne alle meine
> Bastelprojekte "meine Patente".

So eine private Patentsammlung hat ja was, vielleicht hat er sich für 
das hier besprochene schon eine neue Patenturkunde ausgedruckt und im 
Labor aufgehängt. Wozu sich dann noch mit der unerfreulichen Realität 
beschäftigen?

Aber nicht vergessen, die Patente im Testament aufzuführen.

Georg

Autor: A.B. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Schade, ich hätte auch zu gerne mehr darüber erfahren. Das hätte doch 
das Zeug zu einem Community-Projekt. ;)

Autor: MiWi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
A.B. schrieb:
> Schade, ich hätte auch zu gerne mehr darüber erfahren. Das hätte doch
> das Zeug zu einem Community-Projekt. ;)

Och, das Pferd ist schon verendet, da braucht es kein Community-Projekt 
mehr.


MiWi

Autor: Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das hat nichts mit toten Pferden zu tun, im Moment habe ich kein 
Interesse an einer Veröffentlichung der Schaltung zu meiner 
netzsynchronen Vollbrücke. Zumal ich dafür keine Schaltung gezeichnet 
habe. Das wäre also zusätzlicher Aufwand. Vielleicht später mal.

In diesem Thread ging es auch nicht um die Veröffentlichung bereits 
funktionsfähiger Teile eines Wechselrichters, sondern darum wie machbar 
oder nicht machbar die Einspeisung mit konstantem anstatt 
sinusmoduliertem Strom ist. Oder wie man mit einem rein analogen 
Regelkreis ohne µC einen sinusmodulierten Strom hinbekommt, der sich 
aufs Netz einspeisen läßt. Dazu hat dieser Thread leider noch nichts 
greifbares zu Tage gefördert.

Beitrag #5766402 wurde von einem Moderator gelöscht.
Autor: Name H. (hacky)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nun, man kann technisch gesehen tatsaechlich Gleichstrom einspeisen. 
Dreiphasig mit Thyristoren und Drossel gegen Unendlich.

Autor: Cortisol (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ben B. schrieb:
> wie machbar oder nicht machbar die Einspeisung mit
> konstantem anstatt sinusmoduliertem Strom ist

Wieso sollte man DC-CC einspeisen wollen? Aus dem selben
Grund, der es erschwert, macht es auch keinen Sinn.

Es ist ein AC-Netz, der Strom im Ideal eben der Spannung
folgend - ein Sinus. Also sogar, wenn man eine KSQ (eine
mit Compliance > Spitzenspannung/Netz) mit einer Bruecke
in dem Netz folgender Polaritaet an dieses anlegen wuerde,
waere das immer noch schlecht.

Ben B. schrieb:
> wie man mit einem rein analogen Regelkreis ohne µC einen
> sinusmodulierten Strom hinbekommt, der sich aufs Netz
> einspeisen läßt

Hm. Auf die Schnelle haette ich gedacht, das wuerde schon
gehen. Magst Du mal Deine Ansaetze verraten, und/oder das,
was Deiner Ansicht nach gaenzlich im Weg steht?

Freilich koennte ich ja laenger darueber nachdenken, und
sozusagen ein Patent vorstellen... aber besser nicht.

Denn ich will weder dumm dastehen, noch versehentlich die
Loesung liefern (sonst mueßte ich diese zuvor patentieren
lassen), aber trotzdem ueber Knackpunkte diskutieren.

Vielleicht wir der Thread so fuer alle fruchtbarer.

(Oder Du laeßt es bleiben - er lag Jahre im Tiefschlaf.
Kommt von Dir nichts, versinkt er halt einfach erneut.)

Autor: horst (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich hoffe das dir der Einspeisewechselrichter dabei so richtig schön in 
die Fresse Fliegt!!

Autor: Cortisol (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
horst meinte im Beitrag #5771985 eigentlich:
> Ich hoffe, daß Dir ... mitten ins Gesicht ... (grummel)

Momentaner Threadverlauf:
Kurze Nickerchen, unterbrochen von gemeinen Alptraeumen.

Habt Ihr denn keine anderen Ziele, Hobbys, Taetigkeiten?

(Falls wirklich nicht: Muß man Eurer Ansicht nach diese
gewalttaetigen Phantasien unbedingt oeffentlich machen?
Ich gebe zu: DC-CC-Netzeinspeisung ist keine gute Idee.

Meinungsbekundungen dieser Couleur aber bitte via PM.)

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.