Guten Tag allerseits, In einem Umrichter haben wir einen Gleichrichter und (oft) einen Kondensator, der eine Glättung der Spannung bewirken soll. Demnach handelt es sich um einen Spannungszwischenkreis. Nun sind Kondensatoren dieser Leistungsklasse teuer und dem Verschleiss unterworfen. Man könnte aber einen Strom einprägen und dann eine Spule einschleifen. Die Spule wird als Energiespeicher eine Glättung des Stromes vornehmen. Gibe es Schaltungskomzepte hierzu? Macht das Sinn, das so zu machen? Und wie ändert sich die Ansteuerung dieses Umrichters? Grüsse. Robert
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R. F. schrieb: > Nun sind Kondensatoren dieser Leistungsklasse teuer Das ist wahr. R. F. schrieb: > und dem Verschleiss > unterworfen. Das weniger. Das ist ja kein Kondensator, bei dem etwa geringes ESR oder so gefordert wird, denn er wird ja nur mit 100Hz angefahren.
Klar ist üblich bei großen Leistungsklassen..Nennt sich I-Umrichter oder ähnlich. Tante Gugl hilft dir damit weiter
Matthias S. schrieb: > Das weniger. Das ist ja kein Kondensator, bei dem etwa geringes ESR oder > so gefordert wird, denn er wird ja nur mit 100Hz angefahren. Naja, aber entladen wird er schon mit der (höheren) PWM-Frequenz. Da diese aber üblicherweise nicht so hoch ist wie bei Schaltnetzteilen ist das nicht ganz so kritisch.
An Drehstrom kann man sowas einfacher realisieren als an einphasigem Wechselstrom. Z.B. Stromrichter für HGÜ-Systeme - die haben keine Kondensatoren, nur eine Siebdrossel zur Glättung, dafür aber 5.000 Megawatt Leistung. An so einer Schaltung könnte man auch einen Umrichter für einen Motor betrieben.
Hallo Robert, es gibt auch Umrichter mit STROMzwischenkreis. Wie bereits erwähnt, nennt man die I-Umrichter: https://de.wikipedia.org/wiki/Stromzwischenkreisumrichter Ob das wesentlich günstiger/vorteilhafter ist, kommt auf die Anwendung an. Ansonsten gibt es noch die Möglichkeit, ein aktives Filter in den Spannungszwischenkreis zu setzen (ich denke, dass deiner Idee entspricht). Das erhöht zwar die Gesamtkomplexität der Schaltung, reduziert dafür aber die Kondensatoren im Spannungszwischenkreis. Im Rahmen der Little Box Challenge von Google wurden diverse Konzepte für einphasige Systeme vorgestellt. Und ich meine, dass die ETH dies sogar öffentlich auf deren Homepage veröffentlicht haben. Ansonsten kann man über IEEE viel Literatur zu diesem Thema finden. Für mehr Infos müsste man mehr über die Anwendung kennen. Gruß, Alexander
Alexander schrieb: > Für mehr Infos müsste man mehr über die Anwendung kennen. Ich will für eine Universalmaschine einen Vierquadrantenbetrieb realisieren. das soll auf IGBT-Basis geschehen. Ausser dem Umrichterverfahren suche ich noch einen Bridge controller, sowas wie IRS2453 öder ahnlich. Und dann werde ich mir eine Ansteuerung schreiben, per Controller natürlich... > > Gruß, > Alexander
Nur kurze Frage: Hobby oder Abschlussarbeit?? Und du bist dir im klaren, dass man die Hardware nicht mal eben so am Steckbrett aufbaut und mit einem Arduino steuert?
Ok , aber bevor du dich dann direkt in die Leistungsklasse vorwagst wo dann IGBTs genutzt werden, versuche dich vielleicht erstmal an einem Modell in der Modellbau \ Pedelec Klasse. Da brennt dann schon genug ab.Ohne das du selber in Rauch aufgehst. Auch wenn du Erfahrung im Steuerungsbau hast, ist Leistungselektronik nochmal ein wenig anders.
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R. F. schrieb: > Ich bin in der Entwicklung von Steuerungsgeräten beruflich tätig. Und dann stellst Du solche Fragen? Na servas. Aber egal. Der Verschleiss hält sich in Grenzen wenn der Entwickler was von Kühlung versteht. Die bei uns eingesetzten Kondensatoren überleben problemlos eine 2stellige Anzahl von Jahren, obwohl die Geräte zt 24/7 im Einsatz sind und dabei zw. 10 und 35kW umgesetzt werden. Anwendung ist kein Frequenzumrichter, spielt aber in der gleichen Spannungs/Leistungsklasse. MiWi
Ich habe einige Umrichter und Schaltnetzteile gesehen, der Standardfehler ist -wie hier bereits oft geschrieben wurde- ein getrockneter oder aufgeblähter Elko. Elkos mit viel Kapazität, hoher Stromtragfähigkeit und hoher Betriebstemperatur sind teuer und selten, und in der Regel halten sie auch nicht ewig. Eine Spule trocknet nicht aus, die Betriebstemperatur ist in der Regel auf die Temperaturbereiche der Ferrite beegrenzt (gelegentlich 200 °C) und aufblähen werde sie sich auch nicht. Ausserdem kann man Spulen selbst wickeln, die Fertigung eines Elkos gelang mir bisher nicht zufriedenstellend. Deswegen erscheint die Spule die bessere Lösung zu sein. Die Seuergerätbearbeite, sind keine Wechselrichter. Aber ich weiss, wie man Software entwickelt.
Falscher Forenbereich.....unglaublich, dass du darauf noch nicht hingewiesen wurdest. Oder wolltest du, weil Freitag ist, mal den Troll raushängen lassen und absichtlich im falschen Bereich posten?
Hä? Eine Universalmaschine?? Du meinst eine Reihenschlußmaschine? Für sowas braucht man doch keinen Umrichter und 4Q wird auch einigermaßen schwierig, weil die Dinger als Generator gerne ein klein wenig zickig sind.
Ich will eine Möglichkeit haben, zu bremsen. Mehr nicht, Generator mit Rückspeisung ist nicht erforderlich.
Dann muß das Ding trotzdem als Generator laufen. Also entweder wie bei Bahnstrom-Antrieben per Impuls erregen und auf Bremswiderstände arbeiten oder Erregerstrom auf den Stator und einen Bremswiderstand an den Rotor. Letzteres hat ein sehr stabiles Betriebsverhalten und ist sehr gut regelbar, nachteilig ist die Aufteilung der Wicklung und Erzeugung der Erregerspannung. Über was für eine Leistung reden wir eigentlich? Ist das ein Bastelprojekt oder soll das eine professionelle Anwendung werden? Was wird damit angetrieben?
Ich will eine Werkzeugmaschine antreiben. Leistungebereich bis ca 600 W. Die Maschine soll auch gebremst werden können. Die Drehzahl soll auch bei veränderlichen Lasten konstant bleiben. Weitere Fragen? Robert
No y. schrieb: > Für 600W braucht man aber keine IGBTs... Mit FETs könnte man die Leitverluste ein gutes Stück geringer halten. Weshalb in dem Bereich halt auch vorrangig FETs zum Einsatz kommen. Stimmt schon. Allerdings - wenn man schon IGBTs daheim hat?
R. F. schrieb: > Ich habe einige Umrichter und Schaltnetzteile gesehen, der > Standardfehler ist -wie hier bereits oft geschrieben wurde- ein > getrockneter oder aufgeblähter Elko. Elkos mit viel Kapazität, hoher > Stromtragfähigkeit und hoher Betriebstemperatur sind teuer und selten, > und in der Regel halten sie auch nicht ewig. Qualität kostet. > Eine Spule trocknet nicht aus, die Betriebstemperatur ist in der Regel > auf die Temperaturbereiche der Ferrite beegrenzt (gelegentlich 200 °C) > und aufblähen werde sie sich auch nicht. Auch Qualität bei den Spulen kostet. MiWi
600W... Sag doch gleich, daß Du einen alten Waschmaschinenmotor ausgebuddelt hast. Immerhin ist da schon ein Tachogenerator für die Drehzahlmessung dran. In der Waschmaschine werden die Dinger via Phasenanschnitt geregelt, Umrichter spart man sich da komplett. Bremsen wird wie gesagt etwas schwierig. Es hat seine Gründe, warum diese Motoren seit 20 Jahren von umrichtergesteuerten Drehstrom-Asynchronmaschinen verdrängt werden und in Werkzeugmaschinen (CNC) quasi keine Bedeutung mehr haben.
Welche Möglichkeiten habe ich denn noch, um auch bremsen zu können?
Du könntest ihn umbauen und als Nebenschlußmaschine betreiben, bzw. mit konstantem Erregerstrom auf dem Stator. Dann ist die Regelung mit dem Ankerstrom alleine möglich und auch eine Widerstandsbremsung.
Gibt es keine anderen Motortypen, mit denen das geht? Warum ist es so problematisch, einen Universalmotor mit einer Vollbrücke anzusteuern? Ich habe wohl einiges im Motorenbau noch nicht verstanden. Gruss Robert
Eine Reihenschlußmaschine hat keine definierte Synchrondrehzahl, die man ihr mit einem Frequenzumrichter (ohne Tachogenerator) vorgeben kann und zum Bremsen muß im günstigsten Fall mindestens der Anker umgepolt werden. Bei derart aufgebauten Bahnstrommotoren gibt es sogar das Problem, daß sie ohne Last bzw. beim Schleudern (durchdrehen) der angetrieben Achse so hoch drehen können, daß sie sich selbst zerlegen. Die Fliehkraft reißt irgendwann die Wicklungen aus dem Anker, die schlägt dann in die Statorwicklung ein und der Motor bedarf einer gründlichen Revision nachdem sich der Rauch verzogen hat. Diese Probleme haben Drehstrom-Asynchronmaschinen nicht. Denen kann man mit einem Umrichter eine Betriebsfrequenz vorgeben und der Motor richtet sich danach. Beim Beschleunigen liegt die Drehzahl aufgrund des Schlupfes etwas unterhalb der vorgegebenen Synchrondrehzahl, im Generatorbetrieb etwas darüber. Motor- und Generatorbetrieb ist ohne Umschaltvorgänge unterbrechungsfrei mit der gleichen Schaltung möglich, einfach durch Anpassung der Frequenz. Für Servoantriebe erfolgt eine genauere Führung des Motors durch den Umrichter, indem Rotorlagegeber oder Drehencoder verwendet werden, bei sehr hochwertigen Maschinen auch optische Lineale. Dadurch sind dann auch "Extrem-Späße" möglich, wie z.B. den Motor mit vollem Drehmoment belastet im Stillstand zu halten.
Also ist es regelungstechnisch gesehen einfacher, einen Drehstrommotot zu verwenden und diesen durch einen 3ph-Wechselrichter (=Umrichter) anzusteuern? Gibt es denn geeignete Konzepte im Leistungsbereich bis ca 600 W? Gruss Robert
Wodurch soll diese Maschine mal gesteuert werden? Wenn Du auch bremsen möchtest, klingt das für mich nach einem CNC-Ansatz. Ich kenne jemanden der hat ein größeres CNC-Bearbeitungszentrum, das mit Siemens Simodrive-Antrieben arbeitet. Die sind schon etwas älter, aber mit analoger Steuerung der Umrichter trotzdem verdammt genau. Die Hauptspindel hat 40kW, der Fräsantrieb 12kW und die Achsen mit bis zu 8 Tonnen Vorschubkraft etwa 4kW. Und die Motoren für die Achsantriebe sind erstaunlich klein. Da müßte man für einen schmalen Taler auf jeden Fall etwas mit 1kW oder so finden, oder halt aus Standard-Teilen bauen. 230/400V-Drehstrom-Asynchronmotoren mit 750W findet man wie Sand am Meer und die passenden Frequenzumrichter mit z.B. 0..10V Steuerung kosten in diesem Bereich auch kein Geld. Was mich interessieren würde: Welche Maximaldrehzahl brauchst Du? Da hätte der Waschmaschinenmotor evtl. Vorteile. Also für eine schnell drehende Frässpindel vielleicht, da braucht man auch keine Bremse. Aber als Drehspindelantrieb sollten 4000..6000 U/min reichen. 2poligen (3000 U/min) 1,5kW Motor nehmen, der schafft noch 600W bei 100Hz, alternativ Getriebe oder Riemenantrieb mit 1:2 Übersetzung.
> Warum ist es so problematisch, einen Universalmotor mit einer Vollbrücke > anzusteuern? Zumindest sollte man beachten, dass bei einer Spannungsumkehr keine Dtrehrichtungsumkehr erfolgt ...
Objekt meiner Planung ist eine Drechselbank, da ich aber noch mehr Kandidaten ind er Werkstatt stehen habe, wird auch Bedarf entstehen. Drechselbank und Fräsen stehen in der Liste weit oben, eine Bandsäge wird vermutlich folgen. Ich trachte daher danach,eine Lösung für alles zu entwickeln. Also eine Kellergebundene eierlegende Wollmilchsau, oder ähnlich. Die IGBT erschienen vorteilhaft, weil sie preisgünstig sind. Und für die Universamaschinen ohne Bremse reicht eine Art Dimmer-- das scheint einfacher zu sein. Und Arduinos sind billig. Gruss Robert
"Eine Art Dimmer" ... das schrieb ich mit Phasenanschnittsteuerung. Wenn Du es selber bauen willst, nimm ruhig den Waschmaschinenmotor, aber verzichte vorerst auf das generatorische Bremsen. Das brauchst Du bei diesen Anwendungen nicht. Das angesprochene Bearbeitungszentrum bremst per Rekuperation, merkt man aber nur beim Fräsantrieb wenn dieser zuvor mit hoher Drehzahl gelaufen ist oder bei der Hauptspindel. Diese bringt allein schon eine sehr große rotierende Masse auf und das Werkstück wiegt oft auch noch eine ganze Menge. Da hat es Vorteile beim schnellen Einstellen der Schnittgeschwindigkeit (Drehzahl nahe der Mitte sehr hoch, nahe am maximalen Durchmesser sehr langsam). Oder beim Fräsantrieb würde es einen Haufen Zeit kosten, wenn man diesen zum (automatischen) Werkzeugwechsel passiv auslaufen lassen würde. Deine angedachten Maschinen laufen aber alle recht lange mit konstanter Geschwindigkeit, da reicht eine Drehzahlregelung im Motorbetrieb alleine aus.
R. F. schrieb: > Die IGBT erschienen vorteilhaft, weil sie preisgünstig sind. Preisgünstige FETs dafür gibt es auch. Schon IRFP450 (sehr günstig zu haben, sonst hätten geizige Menschen wie ich die nicht zigfach daheim), absolutes Urgestein, wären ggübr. IGBTs im Vorteil. Da solltest Du noch mal genauer suchen/prüfen.
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