Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Gesteuerter Gleichrichter mit Invertermodul machbar


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von Gregor (Gast)


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Hallo

Für ein Projekt in dem eine PWM geregelte Heizung (rein ohmsche Last = 
Widerstand mit 2 Anschlüssen) an Drehstrom betrieben werden sollte, 
bräuchte Ich einen Tipp wie man so etwas am Besten anstellen sollte. Die 
Heizung hat eine Leistung von ca. 4kW @ 400VAC 3ph.

Nun haben sich 2 Möglichkeiten herauskristallisiert:

1. Die einfache bewährte Methode mit einer 6- Puls 
Gleichrichterschaltung und dann danach mit einem MOSFET die PWM für die 
Regelung erzeugen.

2. Einen gesteuerten Gleichrichter verwenden. Benötigt weniger Bauteile, 
ist aber insgesamt komplexer in der Ausführung. Den diskreten Aufbau 
eines solchen Gleichrichters will so gut es geht vermeiden, da dies an 
sich schon wieder ein Projekt für sich allein werden wird.
Daher habe ich auf Farnell etwas gestöbert und bin auf "intelligente 
Invertermodule" gestoßen, die im Prinzip drei Halbbrücken + die 
dazugehörige Steuerelektronik bereits in einem einfach zu handhabenden 
IC zusammenbringen. Nur zum Beispiel dieser IC:
http://at.farnell.com/infineon/irsm505-084pa/ipm-250v-4-6a-1-9kv-sop-23/dp/2580040 
(nur als Beispiel, Spannungsbereich würde bei dem nicht passen)
Nun müsste es ja theoretisch auch möglich sein, ein solches Modul 
umgekehrt als gesteuerten Gleichrichter zu betreiben? Die Schaltung ist 
ja die Gleiche. Man würde halt an den Ausgängen (die Mittelanzapfungen 
zwischen den Halbbrücken) die Phasen U,V,W anlegen und dann mit den 
MOSFETs die Phasen je nach PWM Wert an die Betriebsspannung schalten.

Da ich ein solches Design zum ersten Mal mache, stelle ich mir nun die 
Frage ob, meine theoretischen Annahmen auch in der Realität so möglich 
sind. Hier wäre es optimal wenn mir jemand, der mit solchen Modulen 
Erfahrung hat, einen Tipp geben könnte.

Danke,
Gregor.

: Verschoben durch Moderator
von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Eine dritte Möglichkeit wäre eine Periodengruppensteuerung über einen 
Nullspannungsschalter gesteuert. Durch die Trägheit der Heizstäbe gäbe 
es keine Nachteile durch ungleichmäßige Wärmeabgabe. Ab einer gewissen 
Leistung ist eine Steuerung mit PWM oder gesteuerten Gleichrichtern laut 
EVU untersagt. Ich weiß jetzt aber nicht mehr, ab welcher Leistung das 
gilt.

von Michael B. (laberkopp)


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Gregor schrieb:
> Für ein Projekt in dem eine PWM geregelte Heizung (rein ohmsche Last =
> Widerstand mit 2 Anschlüssen) an Drehstrom betrieben werden sollte,
> bräuchte Ich einen Tipp wie man so etwas am Besten anstellen sollte. Die
> Heizung hat eine Leistung von ca. 4kW @ 400VAC 3ph

4kW an 400V heisst 10A zwischen 2 Phasen (warum steht dort 3ph ?), die 
dritte bleibt unbenutzt. Wenn man dann noch regeln muss, darf bei 
solchen Heizleistungen nur Pulspaketsteuerung verwendet werden. Falls 
nur ungefähr geregelt werden muss, nimm einen Energieregler. Falls die 
Temperatur genau geregelt werden muss, nimm einen kommerziellen fertigen 
PID Temperaturregler mit Relaiskontakt.

Wenn man die PWM schnell genug macht und den Strom per Drosselspule 
glättet, bekommt man einen Sinudimmer, am Eingang auch noch ein Filter 
gegen Rückwirtkungen ins Netz.

von Hans (Gast)


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Du kannst das machen wie du willst solange du die Harmonics und den 
Flicker in Grenzen hältst...

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von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Bei einer Wellenpaketsteuerung bitte kein Relais oder Schütz verwenden. 
Erstens klingt das wie eine Schießbude und zweitens verschleißt das sehr 
schnell. Dafür nimmt man ein elektronisches Lastrelais. Jeder 
Laserdrucker der letzten 30 Jahre macht das so (Wellenpaketsteuerung mit 
Triac-Lastschalter).

von Gregor (Gast)


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Michael B. schrieb:
> 4kW an 400V heisst 10A zwischen 2 Phasen (warum steht dort 3ph ?), die

Weil die Heizung nur zwei Anschlüsse hat. Diese aber mit 3ph AC versorgt 
werden. Also muss der Drehstrom zuerst gleichgerichtet werden.

von Schreiber (Gast)


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Gregor schrieb:
> Weil die Heizung nur zwei Anschlüsse hat. Diese aber mit 3ph AC versorgt
> werden. Also muss der Drehstrom zuerst gleichgerichtet werden.

Dummerweise kommen mehr wie 400V DC raus, wenn man 400V Drehstrom 
gleichrichtet.

So eine Heizung wird zwischen zwei Phasen angeklemmt, mit 
Wellenpaketsteuerung oder Phasenanschnittsteuerung (das EVU dankt...) in 
der Leistung geregelt

Ben B. schrieb:
> Bei einer Wellenpaketsteuerung bitte kein Relais oder Schütz
> verwenden.
> Erstens klingt das wie eine Schießbude und zweitens verschleißt das sehr
> schnell.

Ammenmärchen. Die ganzen Warmwasser-Heizstäbe, Heizlüfter (gibts auch 
mit >4kW für Gewerbeanwendungen) u.ä. werden zu 90% mit einem 
mechanischen Thermostat (+ggf. einem Schütz dazu) geregelt.
wellenpaketsteuerung geht auch mit 20 Minuten ein und dann 10 Minuten 
aus...

von Andreas (Gast)


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>Also muss der Drehstrom zuerst gleichgerichtet werden.

Warum muss er das? Die Heizung ist doch mit 400 V für den Betrieb an 
zwei Phasen ausgelegt, wozu da noch großartig mit Gleichrichter oder 
Inverter-Ic alles verkomplizieren?

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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> wellenpaketsteuerung geht auch mit 20 Minuten ein
> und dann 10 Minuten aus...
Interessante Wellenpaketsteuerung. **lach**

von Michael B. (laberkopp)


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Ben B. schrieb:
>> wellenpaketsteuerung geht auch mit 20 Minuten ein
>> und dann 10 Minuten aus...
> Interessante Wellenpaketsteuerung. **lach**

Wir lachen über dich. Wenn die thermische Masse träge genug ist, geht 
das. Ein Energieregler vom Herd taktet eher in 15 Sekunden, ein 
elektronischer oft in 1 Sekunde, bei Laserdruckern ist die thermische 
Masse ja minimal während es beim Wasserboiler echt langsam geht. Der 
Begriff Wellenpaket hängt nicht von der Zykluszeit ab, das tut er nur in 
deinem schmalen Hirn.

Die 6-Puls Gleichrichtung ist Humbug und macht das Oberwellenspektrum 
nicht besser.

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