Da ich grade eine simple Pulsweitenmodulation "bastle" um damit über
einen Mikrocontroller und ein MOSFET Modul ein Heizelement ansteuere,
stellt sich mir die Frage ob sich unterschiedliche Frequenzen besonders
günstig oder ungünstig auswirken .
Bei meinem Endverbraucher ist es ein simples Heizmodul (gewickelter
Draht)
der mit ~ 12 V / 0,2 - 0,8 A betrieben wird.
D.h. man kann die gleiche Leistung über PWM bei 10000 Hz oder auch mit
100 Hz realisieren, welche ist besser geeignet oder spielt das keine
Rolle ?
Joachim B. schrieb:> hohe Frequenz, hohe Schaltverluste, ggffs. hörbare Störungen oder> gar> Sendeanlage>> Heizungen sind eh träge 100 Hz reicht allemal
PWM ist doch eher bei niedriger Frequenz hörbar. Darum macht man eine
PWM so hoch, dass die Frequenzen nicht mehr hörbar sind.
Bezüglich EMV: Auch eine PWM mit 100Hz kann Störungen im Radio
verursachen. Die Probleme stecken in den steilen Flanken, denn da
stecken die hohen Frequenzen drinn.
Korrigiert mich wenn ich falsch liege...
flups schrieb:> PWM ist doch eher bei niedriger Frequenz hörbar. Darum macht man eine> PWM so hoch, dass die Frequenzen nicht mehr hörbar sind.
Na eben, runter mit der Frequenz. Genau so, wie Teo es schrieb:
Heizungen sind träge, also steuert man die sinnvoll unter einem Hertz!
Rechne mal, was (m)ein Mikrowellenherd macht - PWM mit 30 Sekunden
Laufzeit, also z.B. 10s Ein / 20s Aus.
flups schrieb:> Die Probleme stecken in den steilen Flanken
die kann man auch locker weniger steil machen wenn man mit der Frequenz
deutlich runtergeht dann ist das lineare Durchfahren auch weniger ein
Problem weil weniger oft.
flups schrieb:> Bezüglich EMV: Auch eine PWM mit 100Hz kann Störungen im Radio> verursachen. Die Probleme stecken in den steilen Flanken, denn da> stecken die hohen Frequenzen drinn.
Die unvermeidlichen Kapazitäten im Aufbau zusammen mit dem Widerstand
des Heizdrahtes machen die Flanken von alleine flacher. Und seitdem die
Mittelwelle im Radio abgeschaltet ist, kann man sie kaum noch stören.
MfG Klaus
Ahank schrieb:> Mikrocontroller und ein MOSFET Modul ein HeizelementAchim schrieb:> Bei ~ und Heizung macht man Schwingpaketsteuerung
dazu eignen sich gut Photo MOS Relais bei Niedervolt AQV252 und bei
Hochvolt PhotoTriac
Meine Gasheizung schaltet höchstens alle drei Minuten ein, und dann
jeweils so lange wie nötig.
Langfristig betrachtet könnte man das auch als PWM bezeichnen.
Gestern habe ich ausprobiert, wie viel Pulse man pro Sekunde braucht,
damit LED's nicht fimmern. 80Hz war definitiv zu wenig. 160Hz
grenzwertig, weil man das Flimmern bei sehen kann, wenn man sich bewegt.
Ich denke, ein paar hundert Hz sollten dort für den Hausgebrauch
genügen.
Mein Modellauto pulst mit etwa 3kHz. ich glaube dort kommt es darauf an,
dass die Induktivität der Motorwicklung mit einbezogen wird und bei zu
niedriger Frequenz nicht genug bewirkt. Aber bei hohen Frequenzen hat
man wie gesagt mehr Schaltverluste.
Also würde ich dazu tendieren, die Frequenz immer so niedrig zu wählen,
wie es der jeweilige Anwendungsfall erlaubt.
Manfred schrieb:> Rechne mal, was (m)ein Mikrowellenherd macht - PWM mit 30 Sekunden> Laufzeit, also z.B. 10s Ein / 20s Aus.
So etwas bescheuertes ist mir bisher auch nur beim Mikrowellenherd
begegnet.
Bei wenig Inhalt liegt die Zeitkonstante des Aufwärmgutes erheblich
unter der Periode der Heizung, so dass z.B. Suppen, die eine Weile
leicht köcheln sollen, selbst bei 1/10 Auftauzyklus in der Heizphase
überkochen.
W.A. schrieb:> So etwas bescheuertes ist mir bisher auch nur beim Mikrowellenherd> begegnet.
Ceranfeld Leistungsregler: https://de.wikipedia.org/wiki/Energieregler
Machen es ähnlich.
Jede Zweipunktregelung zeigt ein ähnliches Verhalten.
Nur dass sich da Frequenz und PulsPausenVerhältnis aus der mechanischen
Konstruktion ergibt.
Und bei den µC müssen wir das sicherstellen.
Heizungen sind lahmarschig!
Da beißt keine Maus einen Faden ab.
Bisher habe ich immer zugesehen, dass ich die PWM Frequenz deutlich
höher habe, als die Totzeit, also die Zeit, von Heizbeginn, bis die
Wärme am Ziel ankommt. Das vermeidet ein pulsieren der Temperatur, am
Ziel.
Bei meinen Anwendungen sind Totzeiten von über 30min keine Seltenheit.
1/2 Dutzend Heizimpulse pro Stunde sind dann voll ausreichend.
Aber hier kenne ich die Totzeiten nicht.
Also keine Empfehlung möglich.
> So etwas bescheuertes ist mir bisher auch nur beim Mikrowellenherd> begegnet.
Das ist nicht bescheuert. Es ist eine einfache und vernünftige Lösung,
die sich seit ca 40 Jahren bewährt hat.
> Bei wenig Inhalt liegt die Zeitkonstante des Aufwärmgutes> erheblich unter der Periode der Heizung
Dann stell hat eine Tasse Wasser mit rein. Frag' mal deine Oma, die
weiss wie man kocht.
Aber sicher wirst du uns nun detailliert erklären, wie man die Leistung
eines Magnetrons mit vertretbarem Aufwand eleganter regelt. Ich warte...
Arduino F. schrieb:> Jede Zweipunktregelung zeigt ein ähnliches Verhalten.
Ich meinte so ein Ding
https://de.wikipedia.org/wiki/Mikrowellenherd
Da findet keine Regelung statt. Es wird üblicherweise einfach mit
600..800W geheizt und die PWM mit einer Periodendauer von 60 Sekunden
lässt sich zwischen 10%, 50% und 100% Duty-Cycle umschalten.
Wolfgang schrieb:> Ich meinte so ein Ding
Mache dir keine Sorgen!
Ich habe dich schon verstanden.
Stefan U. schrieb:> Aber sicher wirst du uns nun detailliert erklären, wie man die Leistung> eines Magnetrons mit vertretbarem Aufwand eleganter regelt. Ich warte...
Ich warte auch .....
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60s sind bei Heizungen schon eine übliche Zyklusdauer.
Über die Masse, aller Heizungen Weltweit gesehen, vielleicht schon eine
eher kurze Dauer.
Und in deinem Bedienerhandbuch für deinen Mikrowellenherd steht
sicherlich eine Mindestbefüllmenge drin.
Und wenn nicht, dann schreib sie da rein.
Arduino F. schrieb:>> Stefan U. schrieb:>> Aber sicher wirst du uns nun detailliert erklären, wie man die Leistung>> eines Magnetrons mit vertretbarem Aufwand eleganter regelt. Ich warte...>> Ich warte auch .....
Meine Güte! Ich dachte, das ist ein Forum für Ingenieure oder zumindest
technisch Interessierte.
Die langsame Taktung bei traditioneller Leistungseinstellung bei
Mikrowellenherden begründet sich mit Aufheizzeit der Kathode.
Modernere Geräte erlauben aber einen kontinuierlichen Betrieb
(üblicherweise als "Inverter" beworben). Die Magie dahinter: die
Hochspannung wird mittels Schaltnetzteil erzeugt und daher ist der
Anodenstrom einstellbar.
John D. schrieb:> Meine Güte! Ich dachte, das ist ein Forum für Ingenieure oder zumindest> technisch Interessierte.
Nicht jeder Ingeneur kennt alle Ingeneurswissenschaften im Detail und
auf dem aktuellsten Stand.
Genauso wie auch nicht jeder Arzt den aktuellen Stand der Medizin kennt.
Arduino F. schrieb:> Ich habe dich schon verstanden.
Und was fängst du dann von Regelung an?
> Und in deinem Bedienerhandbuch für deinen Mikrowellenherd steht> sicherlich eine Mindestbefüllmenge drin.
Eine anständig volle Tasse mit 400ml Flüssigkeit wird die wohl kaum
unterschreiten.
Arduino F. schrieb:> 60s sind bei Heizungen schon eine übliche Zyklusdauer.> Über die Masse, aller Heizungen Weltweit gesehen, vielleicht schon eine> eher kurze Dauer.
Auch weltweit macht es einen Unterschied, welche Heizleistung pro
aufzuheizendem Volumen verwendet wird. Die Mikrowellenstrahlung dringt
nun mal nur einige Millimeter ein, d.h. je nach Kompaktheit wird nur
eine äußere Schicht direkt erwärmt - und dass ist relevant für die
Temperaturripple bei langsamer PWM-Taktung. Ein Heizungsbrenner mit
Zirkulationspumpe bekommt die Wärme deutlich besser auf das Volumen des
Medium verteilt - auch bei deutlich langsamerer Taktung. Und ein
"Heatball" geht einfach nur an und aus. Da liegt die Zeitkonstante des
zu heizenden Mediums im Millisekundenbereich - da ändert auch der
schönste weltweite Mittelwert nichts dran.
btT
Stefan U. schrieb:> Langfristig betrachtet könnte man das auch als PWM bezeichnen.
Ja, die Erde macht auch PWM. Im Sommer wird geheizt und im Winter nicht.
Wolfgang schrieb:> Das ist energetisch genauso sinnvoll, wie eine Stromversorgung mit einem> Shuntregler.
Ist aber bei den billig Wellen das Mittel der Wahl.
Da alternativlos.
> Eine anständig volle Tasse mit 400ml
Das wäre dann aber schon eher ein sehr großer Pott.
>> Dann stell hat eine Tasse Wasser mit rein.> Das ist energetisch genauso sinnvoll, wie eine Stromversorgung> mit einem Shuntregler.
Yes sir. Doch in der Küche kommt es nicht nur auf energetische Effizienz
an, sondern auch darauf, dass das Essen schmeckt.
Mikrowellen-Pommes sind zum Beispiel energetisch super, aber schmeckt
bääh.
