Hallo,
ich habe 4 große Induktivitäten, je 150mH, welche von missverwendeten
DC-Motor-Controllern mit Strom max. (10A pro Spule) versorgt werden.
Wenn die Spulen Stromdurchflossen sind sind in jeder 7.5J an
magnetischer Energie gespeichert. Wenn die spulen jetzt auf I=0 geregelt
werden sollen wir diese Energie zurück zum Netzteil (Zwischenkreis)
geführt. Dadurch laden sich die Glättungskondensatoren des Netzteiles
auf, die Ausgangsspannung wird höher und der Controller geht in einen
failsave Zustand.
Mir fallen 2 Möglichkeiten ein um das Problem zu lösen:
1.) Eine große Kondensatorbank in die versorgungsleitung (Zwischenkreis)
um die Magnetische Energie zwischenzuspeichern.
+ wenig Verlustleistung
- groß
- eventuell Probleme mit der Spannungsregelung vom Netzteil
2.) Die überschüssige Energie in Leistungswiderständen bzw. mit MOSFETS
verbraten, sobald eine gewisse Zwischenkreisspannung erreicht ist. Im
schlimmsten Fall ist das soll Signal ein 20Hz "Rechteck-Signal" mit
maximal 30s länge, dann wieder ein paar Minuten nix.
+ keine Probleme mit der Spannungsversorgung
- viel Verlustleistung (geht aber vl mit der thermischen Masse des
Kühlkörpers)
Was würdet ihr machen? Fällt euch noch was anderes ein, gibt es eine
andere Möglichkeit? Gibt es noch Probleme auf die ich nicht gedacht
habe.
PS: Der Motorcontroller unterstützt keinen "Bremswiderstand"
Ulrich schrieb:> Was würdet ihr machen? Fällt euch noch was anderes ein, gibt es eine> andere Möglichkeit? Gibt es noch Probleme auf die ich nicht gedacht> habe.
Ohne Deine Anwendung und(/oder zuallermindest) deren genaue
Eigenschaften und Bedürfnisse
(also alle, oder wenigstens ein Minimum der, dafür zu wissen wohl
unverzichtbaren, von Dir aber scheinbar als unwichtig erachteten...
Stefan U. schrieb:> Rahmenbedingungen
...) zu kennen, bliebe allerdings wohl nur, so lange an versch. mehr
oder weniger komplexen potentiellen Lösungen dahinzuraten, bis sich
vielleicht etwas fände, und sich so eher zufällig als geeignet
herausstellt.
"Als reines Spiel gesehen" wäre das so eine echte Herausforderung - aber
real gewinnen kann man hier immer nur durch Zusammenarbeit, und die
ließe sich wohl noch verbessern...
Spontan fiele mir ein bidirektionaler DC-DC-Wandler ein. Dieser könnte
einerseits, sobald U(bus) > U(ref1), einen kleineren "HV-Bus" laden -
und bei U(bus) < U(ref2) diese HVDC wiederum zu U(out) minimal größer
U(bus) wandelnd, in diesen einspeisen.
Dir ist ja sicher bekannt: E = 1/2 x C x U² ...
Homo Habilis schrieb:> Spontan fiele mir ein bidirektionaler DC-DC-Wandler ein. Dieser> könnte> einerseits, sobald U(bus) > U(ref1), einen kleineren "HV-Bus" laden -> und bei U(bus) < U(ref2) diese HVDC wiederum zu U(out) minimal größer> U(bus) wandelnd, in diesen einspeisen.>> Dir ist ja sicher bekannt: E = 1/2 x C x U² ...
Welches eine umständliche Lösung der Idee "große Kondensatorbank".
Den nur weil man höhere Spannungen verwendet, haben die verwendeten
Kondensatoren keine höhere Energiedichte weder volumetrisch noch
Energie/Kosten
Nop schrieb:> Den nur weil man höhere Spannungen verwendet, haben die verwendeten> Kondensatoren keine höhere Energiedichte weder volumetrisch noch> Energie/Kosten
Dir ist schon klar, daß man den/die Zusatz-Cap(s) nahezu von 0V bis zur
maximal erlaubten DC mit Strom "be- und entladen" kann dabei? Und nicht
nur im prozentual auf höhere Spannung umgerechnet gleichen erlaubten
Bereich wie beim "Original" arbeitet?
Dann kommt noch erschwerend hinzu, daß man eine Art "kleinstmöglichen
Cap" (und damit minimale Volumenvergrößerung) erreichen kkönnte ... man
wählt halt eine Kombi aus Kapazität und VDC(max), in die der anfallende
Energiegehalt sicher - mit etwas "safety margin" - reinpaßt.
Das alles wird natürlich nicht leichter, je mehr Spannung der Cap
aushält ... wollte ich damit auch nicht unbedingt sagen. (Hätte wohl die
Formel nicht nennen sollen.)
Auch haben ja Mosfets für immer höhere Spannungen immer schlechtere
Werte. Mit Kondensatoren verhält es sich ja auch nicht zum besten
dabei... Es gibt (sogar, wenn vorherige Gründe ausfielen) aber noch
weitere Gründe, das Verhältnis von "U-bus" zu "U-Minibus" nicht zu
übertreiben, z.B. sinkt eta eines Boost mit steigendem "Boost-Faktor"
etc.
PlatzElkoPlatz schrieb im Beitrag #4670862:
> Alles in allem interessantes "Thema zum Kichern".......
Na endlich - der letzte Tropfen. Puh. Alle überlebt?
Ulrich schrieb:> Dadurch laden sich die Glättungskondensatoren des Netzteiles> auf, die Ausgangsspannung wird höher und der Controller geht in einen> failsave Zustand.
Schalte zwischen Netzteil und dicke Elkos, denen der Controller die
Energie entnimmt, eine Diode.
Dann können die Elkos ruhig ein wenig aufgeladen werden, wegen der Diode
merkt das Netzteil das nicht, und beim nächsten Einschalten der Last
wird die Energie zunächst diesen Elkos entnommen, bis sie soweit
entladen sind, dass die Diode wieder leitet.
Aus der Magnetspule kommt ja keine Energie heraus, die du nicht vorher
hineingesteckt hast.
Du brauchst die Elkos also nur so zu bemessen, dass die
Spannungserhöhung durch die 4 * 7,5J im für den Controller verträglichen
Rahmen bleibt.
P.S.:
oder du vergrösserst die Zwischenkreiskondensatoren einfach
entsprechend.
Erstmal, danke für die vielen Antworten!
Stefan U. schrieb:> Kommt auf die Rahmenbedingungen an, die du nicht genannt hast.
Ich habe leider keine Ahnung was ich noch vergessen hab. Hast du
Vorschläge was noch wichtig sein könnte?
Homo Habilis schrieb:> Spontan fiele mir ein bidirektionaler DC-DC-Wandler ein.
Die Idee gefällt mir sehr gut, und würde ich in einem Gerät, welches in
Serienfertigung geht auf jeden Fall in Betracht ziehen. Das ganze ist
aber ein Versuchsaufbau der so wenig fehleranfällig wie möglich sein
soll.
Hp M. schrieb:> Schalte zwischen Netzteil und dicke Elkos, denen der Controller die> Energie entnimmt, eine Diode.> Dann können die Elkos ruhig ein wenig aufgeladen werden, wegen der Diode> merkt das Netzteil das nicht
An das habe ich auch schon gedacht, aber hab nicht abschätzen können wie
sehr das die Stabilität des Spannungsreglers des Netzteiles beeinflusst.
und hab es deshalb wieder verworfen.
Falls die Energie verbraten werden sollte hab ich an eine Schaltung
ähnlich der angehängten gedacht. Nur dass die gewollte Ausgangsspannung
beispielsweise auf 48V +10% = 53V gewählt wird und der shunt regulator
im normalen Betriebsfall sperrt.
@ Ulrich (Gast)
>Falls die Energie verbraten werden sollte hab ich an eine Schaltung>ähnlich der angehängten gedacht. Nur dass die gewollte Ausgangsspannung>beispielsweise auf 48V +10% = 53V gewählt wird und der shunt regulator>im normalen Betriebsfall sperrt.
Prinzipiell richtig, praktisch geht das so aber nicht, da der TL431 nur
bis 36V Sperrspannung verkraftet. Auserdem braucht es wahrscheinlich
einen Darlington, denn 10A kann ein einfacher Transistor mit
TL431-Ansteuerung nicht schlucken.
Einfacher und robuster ist eine Power-Z-Diode, hier auch mit
Darlingtontransistor.
Beitrag "Re: Dioden in Diodenkaskade werden heiß"
Ulrich schrieb:> 2.) Die überschüssige Energie in Leistungswiderständen bzw. mit MOSFETS> verbraten, sobald eine gewisse Zwischenkreisspannung erreicht ist
Nennt man Bremschopper. Üblich bei grossen Elektromotoren. Dazu passend
gibt es Bremswiderstände. Da Widerstände billiger sind als MOSFETs,
schaltet man den MOSFET mit Hysterese ein und aus.
Ulrich schrieb:>> Dann können die Elkos ruhig ein wenig aufgeladen werden, wegen der Diode>> merkt das Netzteil das nicht>> An das habe ich auch schon gedacht, aber hab nicht abschätzen können wie> sehr das die Stabilität des Spannungsreglers des Netzteiles beeinflusst.> und hab es deshalb wieder verworfen.
Wenn der Kondensator durch 30J von z.B. 400V auf 430V geladen wird,
ist eine Kapazität von ca 2500µF erforderlich:
30 = 0,5 C (430^2 - 400^2)
bzw. C = 60/24900
Das Netzteil sieht davon ja nur einen Lastabwurf und damit sollte es
zurecht kommen.
Hp M. schrieb:> Aus der Magnetspule kommt ja keine Energie heraus, die du nicht vorher> hineingesteckt hast.
Ja, aber Zeitversetzt wird die dann auf die Spannungsversorgung
addiert, wo man sie möglichst nicht haben will.
Mir fällt dazu ein:
Varistoren,
Reversdiode (über Spannungsregler),
Zupressordioden, oder
Steuerungsversorgung vom Laststromkreis trennen.
Allerdings gilt das erst mal nur für Linearnetzteile.
Bei Schaltnetzteilen weiß ich nicht, ob die so
Reversspannungsfest sind.
Danke für eure Antworten!
Laut Rückfrage beim Hersteller hat das Netzteil keine Probleme mit
großen Kapazitiven Lasten, damit wird zuerst die Kondenstaorbank
ausprobiert und falls das nicht funktionieren sollte werde ich mich noch
einmal mit Bremschopper Schaltungen beschäftigen.
