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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Brückengleichrichter mit Trafo


Autor: Poritze (Gast)
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Guten Morgen liebe technikbegeisterten Kollegen,
ich habe die Tage mit meinem Mitbewohner einen 500W/14V-Gleichrichter 
gebaut, dazu haben wir nen 40A/24V Trafo auf der Sekundärseite so weit 
abgewickelt, dass wir hinter einem Brückengleichrichter ca 14V im 
belasteten Zustand haben. Das Ding funktioniert auch so weit und wir 
können ordentlich Leistung ziehen, zurück geblieben ist jedoch die 
Frage, wieso man eigentlich beim Gleichrichten mit Trafo keine aktive 
PFC braucht, weil die Spannungseinbrüche die die jeweilige Diode beim 
Durchlassen erzeugt ja eigentlich auf die Primärseite hochtransformiert 
werden müsste und dadurch mächtig Oberwellen im Netz werfen würde. Oder 
ist die Induktivität im Trafo so hoch, dass der alles wegbügelt, was 
hinten an Oberwellen anfällt? Das Ding ist schon mächtig schwer (schätze 
über 30 kg).
Letzten Endes wollen wir den Gleichrichter an einem Dieselgenerator 
betreiben und ich habe ein wenig die Sorge, dass der in irgendeiner Form 
mit den Oberwellen nicht ganz klar kommt, ob tatsächlich welche 
auftreten, kann ich leider nicht messen, weil gerade Semesterferien sind 
und ich leider kein Privatoszi daheim habe...
Über jede Info zum Thema wären wir sehr dankbar!
Gruß
Die Poritze

Autor: Michael B. (laberkopp)
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Poritze schrieb:
> wieso man eigentlich beim Gleichrichten mit Trafo keine aktive
> PFC braucht

Braucht man.

EN 61000-3-2 beschreibt die zulässigen Oberwellen bei Netzversorgung,
ab wann ein Netzteil also eine PFC enthalten muss.

Aber erst ab einer bestimmten Leistung, daher siehst du heute kaum noch 
Geräte mit dicken Trafos.

Ausnahmen sind Labornetzteile und Audioverstärker etc., weil die im 
Leerlauf gemessen werden.

Hier siehst du ja (vermutlich) den Versuch, eine PFC trotz hoher 
Leistung hinzubekommen
Beitrag "Unbekannte Gerät"

Autor: Peter II (Gast)
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Poritze schrieb:
> Letzten Endes wollen wir den Gleichrichter an einem Dieselgenerator
> betreiben und ich habe ein wenig die Sorge, dass der in irgendeiner Form
> mit den Oberwellen nicht ganz klar kommt,

so einen Generator sind die Oberwellen ziemlich egal. Bei einem 
Solar-Wechselrichtig müssen man sich da mehr Gedanken machen.

Autor: Karl B. (gustav)
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Poritze schrieb:
> Durchlassen erzeugt ja eigentlich auf die Primärseite hochtransformiert
> werden müsste und dadurch mächtig Oberwellen im Netz werfen würde.

Hi,
beim Übergang gibt es durch das "Sperrschicht-Leerräumen" noch eine 
Spannungsspitze. (Das meintst Du wohl.)
Um Dich zu beruhigen, dafür bekommt der Geichrichter ja die 
Kondensatoren.

Wie groß die bei Deinem Beispiel sein müssten,
könntest Du mit einem guten Simulationsprogamm ermitteln.

Dann gibt es noch in der Praxis die Drosseln, die auf der Sekundärseite 
vor den Gleichrichter geschaltet werden, um HF-Aussendungen zu 
minimieren.




Siehe Bild:
(Prinzip.)

ciao
gustav

: Bearbeitet durch User
Autor: Harald W. (wilhelms)
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Peter II schrieb:

> Bei einem Solar-Wechselrichtig müssen man sich da mehr Gedanken machen.

Genau, man sollte keinesfalls einen Wechselfalsch benutzen. :-)

Autor: ● J-A V. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector) Benutzerseite
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immer diese Autokorrekturen...

Harald W. schrieb:
> Peter II schrieb:
>
>> Bei einem Solar-Wechselrichtig müssen man sich da mehr Gedanken machen.
>
> Genau, man sollte keinesfalls einen Wechselfalsch benutzen. :-)

Autor: Harald W. (wilhelms)
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● J-A V. schrieb:

> immer diese Autokorrekturen...

Für die Richtungskorrekturen im Auto nehme ich immer das
Lenkrad. Das ist mir sicherer als alles selbstständige... :-)

Autor: Michael B. (laberkopp)
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Harald W. schrieb:
> Für die Richtungskorrekturen im Auto nehme ich immer das
> Lenkrad. Das ist mir sicherer als alles selbstständige... :-)

Demnächst kommt aber Opel und VW und nimmt dir dsas Lenkrad weg, weil 
die glauben, die Fahrtrichtung besser korrigieren zu können.

Bei dem, was du heute schon von Micrsoft erfahren kannst, die glauben 
mit Autokorrektor deinen Text besser zu schreiben als du selbst, weisst 
du, was dich dann im Strassenverkahr erwartet.

Autor: Elektrofan (Gast)
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Oberwellen. Bei 50 Hz haben die eine Wellenlänge von 6000 km.

Oberschwingungen passt da besser ...

Autor: hinz (Gast)
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Peter II schrieb:
> so einen Generator sind die Oberwellen ziemlich egal.

Nö, der muss auch mit dem schlechten Crestfaktor leben, wie der Trafo.

Autor: Peter II (Gast)
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hinz schrieb:
> Nö, der muss auch mit dem schlechten Crestfaktor leben, wie der Trafo.

klar, aber er lebt auch damit.

Autor: Dieter W. (dds5)
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Dann sollte man aber auf jeden Fall von der Leistung in kVA ausgehen und 
den Generator nicht bis zum letzten ausknautschen.

Autor: chris (Gast)
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Poritze schrieb:
> ja eigentlich auf die Primärseite hochtransformiert
> werden müsste und dadurch mächtig Oberwellen im Netz werfen würde.

Das Trafo selbst reduziert in seiner Gesamtheit auch schon zum Teil die 
Oberwellen. Geräte die ordentlich Oberwellen machen sind z.B. 
Phasensteuergeräte die direkt die Netzspannung/Strom mit Halbleiter 
beeinflussen.

weitere Beispiele sind:
Schaltnetzteile, Netzteile mit Transformator, Gleichrichter und 
Ladekondensator, Lichtbogenöfen, Thyristorsteller und Dimmer sowie die 
Gleichspannungserzeugung für Frequenzumrichter

https://kompendium.infotip.de/pfc-power-factor-cor...

Unterm Strich muss man "nur" dafür sorgen

1. Strom/Spannungsspitzen komplett zu vermeiden (Ideal aber 
unrealistisch)
2. zur richtigen Zeit für Energieaufnahme/Abgabe zu sorgen z.B. 
Drosseln/Kondensatoren oder PFC eher aktiv


> Gleichrichten mit Trafo keine aktive
> PFC braucht

Warum denn aktiv ? Das hängt davon ab wie DU bzw der Hersteller die 
Oberschwingungen in Griff bekommst. Wenn man alles nur passiv macht und 
damit die Grenzwerte einhält ist das auch ok.

Die 3te Möglichkeit wäre, so gut es geht, die Netzverseuchung zu 
reduzieren indem man statt hartes schalten, eben durch weiche 
Einschaltvorgänge zu ermöglichen oder aber sogenannte Freqeunzumrichter 
in jeden Verbraucher einzubauen da der seine Versorgung Ausgangseitig 
komplett optimal an das Netz anpassen kann in dem Spanung/Frequenz/Strom 
geändert werden. Zum Einspeisenden Netz stellt der FU mit fast phi 1 
schon mal ne gute Ausgangsbasis da.

Vllt in Zukunft möglich...
Eine andere Möglichkeit besteht darin das die Netzversorger zu den 
230V/400V Wechsel evtl eine Gleichspannungsnetz haben wollen wo z.B 
Handy/PC halt alles was Gleichspannung benötigt, bereit gestellt wird.

http://www.deutschlandfunk.de/stromnetz-ausbau-zuk...

https://www.welt.de/wissenschaft/article111446330/...

Das Thema an sich find ich recht Interessant da es zeigt das sich immer 
nur eine Sache durchgesetzt hat. Im Nachhinein aber für die Zukunft 
nicht optimal ist/war.  Wo sollte man das auch wissen, also 
verständlich. Für die heutige Entwicklng beginnt man, sehr laaaangsam, 
nicht mehr nur eine Lösung zu bieten sondern auf Multilösungen zu 
setzen. Keiner weiß was es in Zukunft geben wird.

Siehe auch
Ottomotor vs E-Motor oder
alternative Energie vs regenrative Energie

Sinnvoll wäre es die Entwicklungen parallel laufen zu lassen nur 
Finanziell will keiner es in die Hand nehemn und schiebt die Probleme 
nur in die Zukunft. Was es dann recht schwierig macht es überhaupt zu 
etablieren...

Autor: solid state transformer (Gast)
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chris schrieb:
> Geräte die ordentlich Oberwellen machen sind z.B. (...)
> die Gleichspannungserzeugung für Frequenzumrichter

chris schrieb:
> die Netzverseuchung zu reduzieren indem man (...) sogenannte
> Freqeunzumrichter (...) der seine Versorgung Ausgangseitig
> komplett optimal an das Netz anpassen kann in dem Spanung/
> Frequenz/Strom geändert werden.

Scheint sich ohne Anfänger-taugliche Erklärung zu widersprechen.

Autor: solid state transformer (Gast)
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Poritze schrieb:
> Oder ist die Induktivität im Trafo so hoch, dass der alles
> wegbügelt, was hinten an Oberwellen anfällt? Das Ding ist
> schon mächtig schwer (schätze über 30 kg).

Allgemein könnte man sagen, daß die hierfür "zuständigen" Induk-
tivitäten (nämlich die Streuinduktivitäten) je nach Trafo-Bauart
und Größe recht unterschiedlich sein können.

Moderne Ringkerntrafos haben zumeist eine sehr gute Kopplung,
so daß die Streuinduktivitäten niedrig oder sehr niedrig sind.
Bei quaderförmigen Trafos sind diese etwas höher, also ist die
"Trafo-eigene Filterwirkung" besser.

(Ein Extremfall mit schlechter Kopplung/ hoher Streuinduktivität
wäre z.B. ein LL-Kern, bei dem die Primärwicklung auf einer, die
Sekundärwicklung auf der anderen Seite angebracht wird. Allerdings
werden diese im Normalfall gerade zur Vermeidung dessen "aufgeteilt".)

Allerdings kann man zusätzliche Bauteile spendieren, wie Netzdrossel
(hat aber eine ziemliche Größe) und Netzfilter (eine Kombination aus
Drossel/n und Kondensator/en).

Autor: chris (Gast)
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solid state transformer schrieb:
> Scheint sich ohne Anfänger-taugliche Erklärung zu widersprechen.

Wenns es das Einzige ist was dich stört bin ich beruhigt ;)

Autor: solid state transformer (Gast)
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War doch ein guter Beitrag. Soll ich Störungen "erfinden"? :)

Autor: chris (Gast)
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solid state transformer schrieb:
> Soll ich Störungen "erfinden"? :)

nö die kommen von selbst ;)

Autor: Armin X. (werweiswas)
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Poritze schrieb:
> Das Ding funktioniert auch so weit und wir
> können ordentlich Leistung ziehen,

Welche Last beabsichtigt Ihr denn anzuschließen? Doch sicherlich nicht 
nur einen schnöden Widerstand (z.B. Halogenlampe)zum Heizen. Der würde 
an der mit 100Hz pulsierenden Gleichspannung einen sinusförmigen Strom 
verursachen.
Kommt ein Glättungselko am Gleichrichter hinzu erhöht sich deine 
Gleichspannung im Leerlauf auf den Scheitelwert wobei der Strom im 
Widerstand auch steigt. Was sich dabei wesentlich verändert ist der 
Eingangsstrom vor dem Gleichrichter weil der Elko ja nur noch 
nachgeladen wird wenn die gleichgerichtete Spannung vom Trafo höher ist 
als die des Elkos.

Autor: der schreckliche Sven (Gast)
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Poritze schrieb:
> Oder
> ist die Induktivität im Trafo so hoch, dass der alles wegbügelt, was
> hinten an Oberwellen anfällt?

Nein, wirklich nicht, es ist ja ein Transformator. Die "hinten 
anfallenden Oberwellen" kommen ungebügelt und hochtransformiert vorne 
raus.

Autor: Rob C. (rob_chelby)
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Michael B. schrieb:
> Poritze schrieb:
>> wieso man eigentlich beim Gleichrichten mit Trafo keine aktive
>> PFC braucht
>
> Braucht man.
>
> EN 61000-3-2 beschreibt die zulässigen Oberwellen bei Netzversorgung,
> ab wann ein Netzteil also eine PFC enthalten muss.
>
> Aber erst ab einer bestimmten Leistung, daher siehst du heute kaum noch
> Geräte mit dicken Trafos.

Das hier war bisher der beste Hinweis zur Sache. Bei höheren Leistungen 
sollte man hier schon einen Blick haben. Schließlich steht ja auch in 
Frage ob man die gewünschte Leistung unter massiven OW überhaupt aus dem 
Netz bekommt. Und bitte - das cos phi hat in Bezug auf Netzoberwellen 
keine Aussagekraft.

Autor: Karl B. (gustav)
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Hi,
die Bildchen zeigen Oszillogramme an der Sekundärseite eines kleinen
230/12 V/ 0,5 A Trafo

a) AC-Spannung sekundär, unbelastet
b) AC-Spannung sekundär, belastet

c) DC-Spannung hinter dem Gleichrichter ohne Elko, belastet
   und an einer Diode
d) DC-Spannung hinter dem Gleichrichter mit Elko, belastet
   und an einer Diode

e) DC-Spannung ohne 100-nF-Kondensator parallel zu den Dioden
   mit starkem Impuls (ca. 100 kHz, mehrere Perioden gedämpfte 
Schwingung)

f) DC-Spannung mit 100-nF-Kondensator parallel zu den Dioden
   mit Fehlen der starken Impulsspitze und wenige Perioden zum 
Ausschwingen
   mit ca. 20 kHz)

ciao
gustav

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