Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik aus 12V Gleichstrom 36V Drehstrom (500Hz) erzeugen


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von Henry (Gast)


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Hallo,

ich benötige für einen Kleinen Motor einen 500Hz 0.4A Drehstrom mit 
einer Spannung von 36V. Zur Verfügung stehen 12-14V.

Ich habe bereits diese Schaltung gefunden (erst einmal 
erfolgversprechend), diese geht leider nur bis 162Hz.
https://www.mikrocontroller.net/articles/3-Phasen_Frequenzumrichter_mit_AVR


Würde gerne selber bauen, gegen (günstige) fertige Bauteile habe ich 
jedoch nichts.

Gibt es da noch alternativen?

von L. H. (holzkopf)


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Standard-Drehstrom-Lima zu einem stinknormalen D-Gen. abändern. :D

Welche f dann Limas liefern können, hängt NUR von ihrer Drehzahl ab:
Drehzahl/10 = f.
Gedreht werden können sie locker bis zu 14000 U/min.

Bis ca. 1000Hz kannst Du auch völlig problemlos den gelieferten D-Strom 
transformieren.
Mit stinknormalen D-Trafos.

Henry schrieb:
> Würde gerne selber bauen, gegen (günstige) fertige Bauteile habe ich
> jedoch nichts.

Komponenten dazu kannst Du Dir von Schrotthändlern holen.
Limas von Auto-Ausschlächtern ca. 50 Euro.
E-Schrott (Trafos usw.) ca. 2 Euro/kg.

Das ist zwar eine Alternative, die mit Arbeit verbunden ist.
Dafür hat man aber auch Möglichkeiten damit, die man sonst nicht so ohne 
weiteres realisieren kann.

Grüße

von Mani W. (e-doc)


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Henry schrieb:
> ich benötige für einen Kleinen Motor

Und welchen?

Foto?

etc...

von L. H. (holzkopf)


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Denke, das spielt hier keine Rolle, weil der TE alle relevanten Daten 
nannte. ;)

Grüße

von Limi (Gast)


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1)  Mit DC-DC-Wandler von 12V auf 36V

2a) Triple 1/2-H Bridge Driver IC
    zB: DRV8313
    http://www.ti.com/lit/ds/symlink/drv8313.pdf
    Fürs Verständnis siehe 7.2 Functional Block Diagram auf Seite 10

    Microcontroller um die Steuersignale zu generieren

2b) zB: L6235
    http://www.st.com/resource/en/datasheet/l6235.pdf
    Figure 23. Typical application auf Seite 26
    http://www.st.com/resource/en/application_note/cd00004396.pdf

von hinz (Gast)


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KFZ-Audioendstufe und MP3-Player.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Henry schrieb:
> diese geht leider nur bis 162Hz.
> https://www.mikrocontroller.net/articles/3-Phasen_Frequenzumrichter_mit_AVR

Kommerzielle Frequenzumrichter bis 500Hz habe ich persönlich noch nicht 
gesehen - es kann also sein, das du doch meine Schaltung ein wenig 
umtippen musst. Im Moment ist die Sinustabelle 192 Einträge lang. Wenn 
du sie auf ein Drittel davon (64 Einträge) stutzt, schafft sie das 
dreifache der 162 Hz - 486 Hz. Dazu lässt du jede 3 Zeile der Tabelle 
stehen und löscht zwei dazwischen.
Viertelst du die Sinustabelle, sinds dann 648Hz. Allerdings ist die 
Auflösung entsprechend geringer.
Neue Sinustabellen stellt dir dieses freundliche Skript her:
http://www.daycounter.com/Calculators/Sine-Generator-Calculator.phtml

von Harald W. (wilhelms)


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Henry schrieb:

> ich benötige für einen Kleinen Motor einen 500Hz 0.4A Drehstrom mit
> einer Spannung von 36V. Zur Verfügung stehen 12-14V.

Es wird einfacher und billiger sein, einen neuen, passenden Motor
zu kaufen, als eine derart aufwändige Schaltung aufzubauen.

von Blubbb (Gast)


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L. H. schrieb:
> Standard-Drehstrom-Lima zu einem stinknormalen D-Gen. abändern. :D

Eine typische Holzkopf Antwort. Gespickt mit Smileys und Abkürzungen, 
ansonsten von der Qualität eher für den Kamin. Eine Lichtmaschine für 
einen Motor mit 0.4A und 36V? Und wie wird die dann wieder  angetrieben? 
Man muss ja nur die Drehzahl und die Spannung regeln aber hey, es soll 
ja möglichst kompliziert, teuer und gross werden. Warum nicht gleich ein 
Atomkraftwerk bauen um den Minimotor anzutreiben, die haben da 
schliesslich auch Syncherongeneratoren...
Machen kann man das schon, es ist halt einfach bescheuert das so zu tun.

Wenn man das selber bauen will macht man das z.B. mit einem 
Boostkonverter der die Spannung hochsetzt und hängt anschliessend eine 
Dreiphasenbrücke dran. Für einen Anfänger dürfte die Lernkurve einiges 
hergeben.

von Stefan F. (Gast)


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> KFZ-Audioendstufe und MP3-Player.

Zu einfach :-)

von Greg (Gast)


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Für den DRV8313 gibt es schon eine fertige Lösung ein Evolution Board 
mit der nötigen Software:
http://www.ti.com/tool/drv8313evm

von aha... (Gast)


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Stefan U. schrieb:
>> KFZ-Audioendstufe und MP3-Player.
>
> Zu einfach :-)

Kommt drauf an.

von aha... (Gast)


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Bis jetzt weiß man nichts Genaues von (Nicht-)Notwendigkeiten
eines Regelkreis o.ä.

von L. H. (holzkopf)


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Blubbb schrieb:
> Eine Lichtmaschine für
> einen Motor mit 0.4A und 36V? Und wie wird die dann wieder  angetrieben?
> Man muss ja nur die Drehzahl und die Spannung regeln aber hey, es soll
> ja möglichst kompliziert, teuer und gross werden.

Naja, der TE fragte nach Alternativen.
Eine mögliche nannte ich.
Ob das dann jemand macht oder machen will, ist seine Sache.

Kompliziert ist daran gar nichts.
Und ob das teuer wird, hängt davon ab, über welche Ausrüstung jemand 
verfügt.

Übrigens ergibt sich die erforderliche Drehzahl aus den gewünschten Hz; 
d.h. sie wird entspr. eingestellt und bleibt danach unverändert.
Ansonsten funktioniert eine D-Lima wie jeder andere D-Gen. auch.

Was der TE gerne selbst bauen will, ist mir unbekannt.
Ist aber auch seine Sache. ;)

Grüße

von aha... (Gast)


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L. H. schrieb:
> Kompliziert ist daran gar nichts. Und ob das teuer wird,
> hängt davon ab, über welche Ausrüstung jemand verfügt.

...ob das teuer werden würde, wenn keine oder kaum Ausrüstung dafür, 
dürfte wiederum keinen jucken (dann halt Ende - alles kaufen wird man 
eher nicht). Mit LiMa ist eine legitime Option (bzw. Vorschlag).

Ob ein Drehzahlsteller, oder ein -regler gebraucht wird, checke ich 
immer noch nicht. Übersehe ich etwas? Was?

von Daniel B. (daniel_3d)


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Hallo,

leider kann ich nichts zur Lösung beitragen, aber um Etwas zu lernen 
habe ich zwei Fragen:

1. Gehe ich recht in der Annahme, dass der TO soetwas ähnliches wie 
einen Frequenzumrichter sucht?

2. Geht der Wirkungsgrad des Motors nicht ganz stark in den Keller, 
wegen den "Feldschwäche" bei so hoher Frequenz?

Danke und Gruß

Daniel

von Naga Gast (Gast)


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Daniel B. schrieb:
> 2. Geht der Wirkungsgrad des Motors nicht ganz stark in den Keller,
> wegen den "Feldschwäche" bei so hoher Frequenz?

Nein.

von L. H. (holzkopf)


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aha... schrieb:
> Ob ein Drehzahlsteller, oder ein -regler gebraucht wird, checke ich
> immer noch nicht. Übersehe ich etwas? Was?

Was Du dabei übersehen haben könntest, kann ich nur vermuten. :)

Schau Dir hier mal den Zusammenhang zwischen Polpaarzahl und Drehzahl 
an:
https://de.wikipedia.org/wiki/Polpaarzahl

Standard-Limas haben 6 Polpaare => 50Hz bei 500U/min
Der TE will aber 500Hz haben => 5000U/min (fixierte Drehzahl der Lima)

Bei der an sich lächerlichen Belastung mit 0,4A braucht man mit 
Sicherheit
keinerlei Drehzahlsteller.

Was jedoch im Fall des TE hinderlich sein kann, sind die 36V, die er 
haben will.
Denn das bedeutet zwangsläufig Umwickeln des Stators einer Lima.
Anders ist das mit einer Lima nicht machbar.

Grüße

von Armin X. (werweiswas)


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Naja, erstmal benötigt er ca 52VDC ehe er mit einem FU wieder AC draus 
machen kann. Das sollte aber eher weniger das Problem sein. Siehe 
Hinweis mit der Audioendstufe.

von nachtmix (Gast)


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hinz schrieb:
> KFZ-Audioendstufe und MP3-Player.

Im Prinzip reicht ja wirklich ein Stereoverstärker aus um den Drehstrom 
herzustellen, aber ganz so einfach geht es vermutlich nicht, weil das 
gewöhnlich Brückenendstufen sind, und die Wicklungen des 
Kreiselantriebsmotors unveränderlich im Dreieck verschaltet sein werden.

Deshalb müsste man die Endstufe entweder hoffnungslos überdimensionieren 
um "single ended" auf die 102Vpp zu kommen, oder doch noch zwei Trafos 
hinzunehmen, um aus den 6,3Veff, welche z.B. diese 2x10W-Endstufe zu 
liefern vermag, auf die gewünschten 36V zu kommen. 
https://www.conrad.de/de/2-kanal-endstufe-100-w-basetech-ap-2100-372204.html

von Karl (Gast)


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nachtmix schrieb:
> Im Prinzip reicht ja wirklich ein Stereoverstärker aus um den Drehstrom
> herzustellen

OPA548. Sind halt preisintensiv, ca. 20 Eur/Stück.
LM675. Kann auch bis 60V, ca. 6 Eur /Stück.

Würde sowas gehen? 
https://www.amazon.de/ACT-Motor-Brushless-BLDC-8015A-12-36VDC/dp/B01J3YV9R6/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1519007813&sr=8-1

Oder gehen die BLCD Treiber nur mit Rückkopplung an "echten" 
BLDC-Motoren?

von aha... (Gast)


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L. H. schrieb:
> Was Du dabei übersehen haben könntest, kann ich nur vermuten.

Hm, nein - das war es nicht.

Ich wäre nur gerne sichergegangen, bzgl. stellen vs. regeln. Also halt
ganz konkreten Anforderungen. (Ist nur so eine Macke von mir.)

von aha... (Gast)


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Ich bleib' dabei: Auch die Anwendung mit zu beschreiben, ist besser.

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

aha... schrieb:
> Ich bleib' dabei: Auch die Anwendung mit zu beschreiben, ist besser.

<Latrinengeruecht-in-die-welt-setz>
Sicherlich eine V2 Rakete auf 12V Bordspannung umruesten...
https://www.youtube.com/watch?v=Wj2QVgfyXik
</Latrinengeruecht-in-die-welt-setz>

Gruss
WK

von Michael B. (laberkopp)


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Henry schrieb:
> ich benötige für einen Kleinen Motor einen 500Hz 0.4A Drehstrom mit
> einer Spannung von 36V. Zur Verfügung stehen 12-14V.

Dann solltest du erst mal überlegen, welchen Strom der Motor WIRKLICH 
braucht, denn die 0.4A sind bloss der Nennstrom, nicht der Anlaufstrom´. 
Als Drehstrommotor ist der Anlaufstrom nicht gleich 10 mal so gross, 
aber doch deutlich höher als deine 0.4A Nennstrom. Danach kannst du dann 
die Treiberstufe auslegen. Ein KFZ-Stereoverstärker mit Spannungswandler 
und den dritten Motoranschluss an Masse zu legen ist sicher zielführend, 
brauchst du nur noch einen 2-phasigen Sinusgenerator.

von Der Andere (Gast)


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Die Frage ist doch ist es wirklich ein klassischer Drehstrommotor, oder 
ist es ein BLDC.

von Harald W. (wilhelms)


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nachtmix schrieb:

> Im Prinzip reicht ja wirklich ein Stereoverstärker aus um den Drehstrom
> herzustellen, aber ganz so einfach geht es vermutlich nicht, weil das
> gewöhnlich Brückenendstufen sind, und die Wicklungen des
> Kreiselantriebsmotors unveränderlich im Dreieck verschaltet sein werden.

Ich würde da ruhig einen 12-Verstärker nehmen, deren beide Kanäle
zwei um 90° verschobene Ausgangssignale erzeugen. Daraus kann man
mit zwei (Ferrit-)trafos am Ausgang ein Drehstromsignal beliebiger
Spannung erzeugen.

von Blubbb (Gast)


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aha... schrieb:
> L. H. schrieb:
>> Kompliziert ist daran gar nichts. Und ob das teuer wird,
>> hängt davon ab, über welche Ausrüstung jemand verfügt.
>
> ...ob das teuer werden würde, wenn keine oder kaum Ausrüstung dafür,
> dürfte wiederum keinen jucken (dann halt Ende - alles kaufen wird man
> eher nicht). Mit LiMa ist eine legitime Option (bzw. Vorschlag).

Also aus den 12V erst die Drehbewegung erzeugen (also ist ein Motor 
nötig der zufällig die richtige Drehzahl aufweist oder man muss ihn auf 
eine entsprechende Drehzahl regeln/stellen), dann mit der Lichtmaschine 
als Generator Drehstrom erzeugen und damit den anderen Motor versorgen. 
Und um die Unsinnigkeit weiter zu bekräftigen nimmt man eine 
Lichtmaschine mit mehreren Kilowatt um so ein Mikromotörchen 
anzutreiben, selbstverständlich möchte man die dann noch umwickeln damit 
die Spannung stimmt, bzw. man benötigt einen weiteren Konverter für die 
Erregerwicklung.

Unschlagbar...ich hoffe keiner von euch arbeitet als Ingenieur.

von aha... (Gast)


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Blubbb schrieb:
> Unschlagbar...ich hoffe keiner von euch arbeitet als Ingenieur.

Der Holzkopf ist teils Mechaniker und teils Elektr(on)iker.
(Und ist damit zumindest nicht völlig alleine.)

Daß eine LiMa nicht als schnell und einfach zu bauende
Lösung gelten kann (und schon gar nicht für Mechanik-Muffel),
ist 99% der Leser - sogar fast ohne technisches Verständnis -
ganz von alleine klar. Legitim ist es trotzdem.

Gut, daß Du nicht mein Vorgesetzter bist.

von nachtmix (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Ich würde da ruhig einen 12-Verstärker nehmen, deren beide Kanäle
> zwei um 90° verschobene Ausgangssignale erzeugen. Daraus kann man
> mit zwei (Ferrit-)trafos am Ausgang ein Drehstromsignal beliebiger
> Spannung erzeugen.

500Hz geht problemlos noch mit geblechten Trafos, und da die Frequenz 10 
Mal so hoch ist, werden recht kleine 50Hz Trafos ausreichen.
90° ist natürlich falsch, denn das ist ja kein Schrittmotor.

Alternativ sogar einen simplen 500Hz Rechteckgenerator bauen und den 
Motor in Steinmetzschaltung betreiben.
Den Motorkondensator müsste man ausprobieren, aber mit einem Oszilloguck 
sollte das kein Ding der Unmöglichkeit sein.

von nachtmix (Gast)


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Blubbb schrieb:
> Also aus den 12V erst die Drehbewegung erzeugen (also ist ein Motor
> nötig der zufällig die richtige Drehzahl aufweist oder man muss ihn auf
> eine entsprechende Drehzahl regeln/stellen), dann mit der Lichtmaschine
> als Generator Drehstrom erzeugen und damit den anderen Motor versorgen.
> Und um die Unsinnigkeit weiter zu bekräftigen

Ich kenne eine große Firma, die das bei einer Zeitansage so ähnlich 
gemacht hat.
Magnetbandschleifen für Stunden, Minuten, und:
Die Sekundenschleife hatte ein paar Sekunden Vorlauf, damit der 
Einankerumformer hochlaufen konnte, der das  "tüt" machte.
Dann wurde Umformer wieder abgeschaltet, bis zur nächsten 
Sekundenansage.

von puh... (Gast)


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nachtmix schrieb:
> Alternativ sogar einen simplen 500Hz Rechteckgenerator bauen und den
> Motor in Steinmetzschaltung betreiben.

Wirklich ein schöner Vorschlag für Bastler mit nur Grundausrüstung.

Die Trafos sind leicht machbar. Und brauchbare Halbbrücken kann man 
entweder zusammenstellen, oder gar als Modul oder IC erwerben, wenn man 
will. Genau so einfach, wie Audio-Amp oder Motor-Treiber auch.

Viele Wege führen nach Rom.

von Harald W. (wilhelms)


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nachtmix schrieb:

> 90° ist natürlich falsch, denn das ist ja kein Schrittmotor.

Nein, denn nur so kann man symmetrischen Drehstrom aus
Zweiphasenstrom erzeugen.

von L. H. (holzkopf)


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aha... schrieb:
> L. H. schrieb:
>> Was Du dabei übersehen haben könntest, kann ich nur vermuten.
>
> Hm, nein - das war es nicht.
>
> Ich wäre nur gerne sichergegangen, bzgl. stellen vs. regeln. Also halt
> ganz konkreten Anforderungen. (Ist nur so eine Macke von mir.)

Was meinst Du mit stellen vs. regeln in diesem Fall konkret?

Eine Macke sehe ich nicht darin, möglichst konkrete Anforderungen von TE 
zu erwarten. :)
Die liegen aber hier so vor, daß man etwas damit anfangen kann.

Wir wissen allerdings nicht, ob der TE z.B. mit einer Steinmetzschaltung 
klarkommen kann.
Er sprach von Drehstrom!!
Und eine Steinmetzschaltung ist alles andere als ein "waschechter" 
Drehstrom.
Nichts weiter als ein "Notbehelf", um mit einem einphasigen AC einen 
D-Mot.
betreiben zu können.
Um von hundsmiserablen Anlaufmomenten und Minderleistung dabei ganz zu 
schweigen.

Grüße

von nachtmix (Gast)


Angehängte Dateien:

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Harald W. schrieb:
>> 90° ist natürlich falsch, denn das ist ja kein Schrittmotor.
>
> Nein, denn nur so kann man symmetrischen Drehstrom aus
> Zweiphasenstrom erzeugen.

Nicht "nur so", sondern das ist eine der Möglichkeiten, und wegen der 
unterschiedlichen Amplituden gar keine besonders schöne. Siehe Bild.

Da es hier aber nicht erforderlich ist einen N zu erzeugen, kann man 
auch einen der Aussenleiter an Masse legen und die beiden anderen 
Aussenleiter mit gleicher Amplitude und 120° Phasenverschiebung speisen.

von nachtmix (Gast)


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L. H. schrieb:
> Und eine Steinmetzschaltung ist alles andere als ein "waschechter"
> Drehstrom.
> Nichts weiter als ein "Notbehelf", um mit einem einphasigen AC einen
> D-Mot.
> betreiben zu können.
> Um von hundsmiserablen Anlaufmomenten und Minderleistung dabei ganz zu
> schweigen.

Kreisel sind leichtgängig und benötigen kein Losbrechmoment.
Das Anlaufen dauert dann nur etwas länger.

von L. H. (holzkopf)


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Die Rede war von Drehstrom- vs. Einphasen-Betrieb (per 
Steinmetzschaltung)eines D-Mot.

Der TE sprach doch (eingangs) zweifellos von Drehstrom.

Grüße

von Harald W. (wilhelms)


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nachtmix schrieb:

> Kreisel sind leichtgängig und benötigen kein Losbrechmoment.
> Das Anlaufen dauert dann nur etwas länger.

Woher weisst Du denn, das es sich um einen Kreisel handelt?

von Blechspucker / (Gast)


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Hallo liebe Leut! Mir dreht es die Fußnägel hoch.  Wenn ein Suchender 36 
Volt als Drehstrom Kleinspannungssystem braucht, warum denn das 
ausreden. Viele Interessierte hätten  gern eine derartige Quelle um zum 
Beispiel  die Besonderheiten des Dreiphasensystems selber mal gefahrlos 
durchzuklimpern und das zeigen die gehäuften Anfragen, wäre bitter 
nötig!
Anfang der 90er war in einem Elektronikmagazin - längst nicht mehr 
existent, eine Schwingschaltung  mit drei-vier OPV ( OTA 's 
)beschrieben., das sind stromquellengesteuerte OPV- die sich sicher 
nicht so sehr durchgesetzt haben. War wohl auch patentiert. Die 
Schaltung enthielt eine Funktion, welche die
 3x 120 Grad-Beziehung automatisch, erfüllte, anders nicht schwingen 
wollte-  eine geniale Sache. Drei Endstufen dazu gab es als 
Applikationsvorschlag für einen frühen ersten Frequenzumrichter mit 
Mikroprozessoranwendung von einem renommierten.Hersteller. Leider ist 
diese Quelle bei mir im Speicher verkramt, müsste aber wieder 
auftauchen. Wäre schön, wenn das jemand findet und probiert. Zur 
Erkenntnisgewinnung könnte die Frequenz sehr niedrig sein und mit LED 
demonstriert werden.

von Limi (Gast)


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Der TO hat wohl das Weite gesucht.

von Hp M. (nachtmix)


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Harald W. schrieb:
> Woher weisst Du denn, das es sich um einen Kreisel handelt?

Ich weiss es nicht, aber was soll es sonst sein?
500Hz hört sich nach Wehrmacht an, die Amis haben in ihren Flugzeugen 
400Hz *)
... und für das wehrmachtseigene Drehmeldersystem, dass hier irgendwo 
verbuddelt ist, hätte 500Hz Einphasenstrom genügt.

*) sogar die IBM-Rechner hatten in den Einschüben 400Hz Netzteile, und 
diese 400Hz wurden mit einem mit 60Hz angetriebenen Einanker-Umformer 
gemacht. Dieser Einanker Umformer "Power Supply" war in einem der 
dekorativen Kästen, die im Rechenzentrum herumstanden.
Ein bekanntes Meinungsforschungsinstitut hatte solch eine gebrauchte 
IBM/370, die auf einem US-Schiff installiert gewesen war. Im Keller 
stand dann eine mit Riemenantrieb verbundene Kombination aus Motor und 
Generator womit der 60Hz Drehstrom gemacht wurde. Könnten so um die 40 
kVA gewesen sein.
:D

von Henry (Gast)


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Hallo Leute!

Vielen Dank für die ganzen Antworten! Tut mir leid, ich habe nicht 
erwähnt, worum genau es sich handelt. Es geht hierbei tatsächlich um 
einen alten Wendehorizont der Luftwaffe (Kreisel).

Hier ein Kennblatt: 
http://www.germanluftwaffe.com/downloads/Dokumente/Geratezeichnungen/20000-22000/22000/Fl22411-1.jpg

Und hier das "technische Datenblatt": 
http://www.germanluftwaffe.com/archiv/Dokumente/ABC/w/Wendehorizont%20Fl.22415-1.pdf

Die Stromversorgung sollte möglichst kompakt und leicht sein um hinter 
das Instrumentbrett zu passen.

Ich habe da an etwas kleines elektronisches gedacht. Ich kenne mich 
leider in der klassichen Elektrotechnik weniger aus (eher Gleichstrom 
bis 3.3V :-)). Jedoch dachte ich an einen Boost Converter (36V) + 
Mikroprozessor (3 Sinus Ausgänge (PWM (?)) + Mosfets.

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

So manches Latrinengeruecht ist dann doch nicht so ganz daneben ;-)

Henry schrieb:
> Die Stromversorgung sollte möglichst kompakt und leicht sein um hinter
> das Instrumentbrett zu passen.

Dann wirds wohl nix mit dem rotierenden Umformer, den L. H. (holzkopf) 
vorgeschlagen hatte und der in dem von mir weiter oben verlinkten Video 
so "dezent" hoerbar ist.

Henry schrieb:
> Jedoch dachte ich an einen Boost Converter (36V) +
> Mikroprozessor (3 Sinus Ausgänge (PWM (?)) + Mosfets.

Prinzipiell wird das schon so gehen. Dummerweise muss die 
Gleichspannung, aus der dann die Drehspannungen erzeugt werden koennen, 
"geringfuegig" ueber 36V liegen. Entweder so um 102V, wenn man mit 2 
Endstufen (bzw. Halbbruecken) auskommen will, oder so um 58V, wenn man 3 
davon nimmt...

So spontan hatte ich gedacht, man koennt's mit 2..3 Audioendstufen, die 
mit 12V laufen und jeweils nachgeschaltete LC-Impedanzwandler haben, 
hinkriegen, aber:
1.) sind das dann schonmal mindestens 6..9 Spulen von der 
Groessenordnung "Lautsprecherweiche"
2.) Die Spannung ist extrem wackelig
3.) Mit den guten, alten TDA2002,2003,2005 Endstufen-ICs haut's 
leistungsmaessig grad so nicht mehr hin.

Was mir noch so eingefallen ist: 2..3 Boost-Converter, die so 
angesteuert werden, dass da gleich die "richtige" Drehspannung 
rauskommt. Dummerweise muessten die dann auch Strom aufnehmen koennen, 
und nicht nur abgeben. Da liegt bei mir noch der Hase im Pfeffer.

Vielleicht hat ja irgendwer da eine zuendende Idee.

Ansteuerung des Leistungsteils stell' ich mir dann eher simpel vor. Wenn 
man mit max. 4 Signalen auskommt, sollt's ein Attiny13a koennen. Oder 
was sonst noch so mit 8 Beinchen kreucht und fleucht...

Gruss
WK

von Limi (Gast)


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Henry schrieb:
> Boost Converter (36V) + > Mikroprozessor (3 Sinus Ausgänge (PWM (?))

Für einen Sinus reichen 36V nicht aus. Es werden Wurzel(2)*36V = 51V 
benötigt.
http://www.elektrotechnik-fachwissen.de/wechselstrom/effektivwert.php

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Limi schrieb:
> Für einen Sinus reichen 36V nicht aus. Es werden Wurzel(2)*36V = 51V
> benötigt.

Jo. Dann kannste dir damit die eine (z.B. positive)Halbwelle 
zurechtbiegen. Und dann kommt die andere Halbwelle...Da brauchste die 
51V nochmal in negativ. Deshalb schrub ich 102V. Brueckenendstufen bei 
einer Phase fuer Drehspannungssysteme wird komisch...

Gruss
WK

von L. H. (holzkopf)


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Henry schrieb:
> Tut mir leid, ich habe nicht
> erwähnt, worum genau es sich handelt. Es geht hierbei tatsächlich um
> einen alten Wendehorizont der Luftwaffe (Kreisel).

Ach, wie schön, daß Du nun endlich mal "die Katze aus dem Sack" läßt. :)

Schau Dir mal unter 2. Inbetriebnahme
an, was da steht.
Da ist die Rede von einem Umformer.
Dazu solltest Du wissen, daß Umformer einen "astreinen" Drehstrom 
liefern können.

Henry schrieb:
> Die Stromversorgung sollte möglichst kompakt und leicht sein um hinter
> das Instrumentbrett zu passen.
>
> Ich habe da an etwas kleines elektronisches gedacht...

Viel Glück damit.

Grüße

von Harald W. (wilhelms)


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Henry schrieb:

> Die Stromversorgung sollte möglichst kompakt und leicht sein um hinter
> das Instrumentbrett zu passen.
>
> Ich habe da an etwas kleines elektronisches gedacht.

Ich plädiere immer noch für die oben beschriebene Lösung mit
einem 12V-Stereo-Verstärker, der mit zwei um 90° phasenver-
schobenen Sinusschwingungen betrieben wird. An die Ausgänge
kommen dann zwei 500Hz-Trafos, die so verschaltet werden,
das sich ein vollständiger Drehstrom ergibt. Man muss sich
das so vorstellen, das beim bekannten Drehstromdreieck der
untere Balken die Wicklung des einen Trafos darstellt. An
dessen Mittelanzapfung wird dann der andere Trafo mit der
um 90° verschobenen Schwingung senkrecht nach oben ange-
schlossen. Dessen zweiter Anschluss bildet dann die Spitze
des Dreiecks. Die Sekundärwicklungen dieser Trafos könnhen
dann auch gleich die Übersetzung auf die gewünschten 36V~
übernehmen. Der Aufwand dafür ist m.E. überschaubar. Belie-
big klein kann man das ganze aber schon allein wegen der
umgesetzten Leistung nicht bauen. Etwas aufwändiger könnte
das Wickeln der benötigten Spezialtrafos werden.

von Limi (Gast)


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Dergute W. schrieb:
> Moin,
>
> Limi schrieb:
>> Für einen Sinus reichen 36V nicht aus. Es werden Wurzel(2)*36V = 51V
>> benötigt.
>
> Jo. Dann kannste dir damit die eine (z.B. positive)Halbwelle
> zurechtbiegen. Und dann kommt die andere Halbwelle...Da brauchste die
> 51V nochmal in negativ. Deshalb schrub ich 102V. Brueckenendstufen bei
> einer Phase fuer Drehspannungssysteme wird komisch...
>
> Gruss
> WK

Danke für das Aufzeigen meines Denkfehlers. Der Faktor ist jedoch 
Wurzel(3).
Somit gilt: Wurzel(3)*Wurzel(2)*36V=88.2V

Lässt sich mit der Subtraktion von zwei um 120° verschobenen Cosinus im 
Excel nachrechnen. Das Maximum liegt bei cos(30)-cos(150)=1.73. (Winkel 
mit Grad rechnen)

von ●DesIntegrator ●. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector) Benutzerseite


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Blechspucker / schrieb:
> Hallo liebe Leut! Mir dreht es die Fußnägel hoch.  Wenn ein Suchender 36
> Volt als Drehstrom Kleinspannungssystem braucht, warum denn das
> ausreden. Viele Interessierte hätten  gern eine derartige Quelle um zum
> Beispiel  die Besonderheiten des Dreiphasensystems selber mal gefahrlos
> durchzuklimpern und das zeigen die gehäuften Anfragen, wäre bitter
> nötig!

ich hatte dereinst 3 baugleiche Kleintrafos.
an jeder Phase einen gegen N.

schon hatte ich 3 Kleinspannungen phasenäquivalent zum Dicksaft.

um ebenso gegeneinander phasenverschobene Spannungen zu erzeugen
könnte man auch einen stinknormalen PC-Lüfter
direkt an den Spulen anzapfen,
hat der doch auch 3 Spulensätze, enstprechend versetzt.
Und diesen dann auf entspr. Drehzahl bringen

bleibt "nur" noch die Verstärkung auf die gewünschten Werte.

von Limi (Gast)


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Limi schrieb:
> Der Faktor ist jedoch
> Wurzel(3).
> Somit gilt: Wurzel(3)*Wurzel(2)*36V=88.2V
>
> Lässt sich mit der Subtraktion von zwei um 120° verschobenen Cosinus im
> Excel nachrechnen. Das Maximum liegt bei cos(30)-cos(150)=1.73. (Winkel
> mit Grad rechnen)

Ehm, war wohl falsch.

Wenn ich verdopple kriege ich 1.73 zuviel.

Also: Wurzel(2)*2/Wurzel(3)*36V=59V

Kann mir jemand sagen, ob dies so stimmt?

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Limi schrieb:
> Kann mir jemand sagen, ob dies so stimmt?

Ich bin derzeit der Ansicht, die ich ja schon in meinem Post am 27.2, 
20:08 schrub; das es 2 "eisenlose" Moeglichkeiten gibt: Entweder ich 
nutze 2 "Endstufen", die 2 um 120° verschobene Sinuesse ausgeben. Der 
dritte Anschluss des Drehspannungssystems ist dann (AC-maessig) Masse. 
Diese 2 Signale muessen dann gegenueber Masse 36Veff haben. Macht als 
Betriebsspannung fuer die Endstufen also  2*sqrt(2)*36V=102V.

Oooder - ich nutze 3 Endstufen, die 3 um 120° verschobene Sinuesse 
ausgeben und das sind meine 3 Anschluesse fuer das Drehspannungssystem, 
dann brauchts als Betriebsspannung fuer die Endstufen 
2*sqrt(2)*36V/sqrt(3)=59V.
(Fuer die Erbsenzaehler: Ja, jeweils noch ein paar Volt mehr, zwengs den 
Spannungsverlusten in den Transistoren).

Gruss
WK

von Limi (Gast)


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Dergute W. schrieb:
> Was mir noch so eingefallen ist: 2..3 Boost-Converter, die so
> angesteuert werden, dass da gleich die "richtige" Drehspannung
> rauskommt.

Könnte es mit 4..6 Boost-Convertern gehen? 2..3 für positive und 2..3 
für negative Halbwelle?

von oszi40 (Gast)


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Ob evtl. ein fertiger Schrittmotor-Treiber hierfür zu mißbrauchen 
wäre???
http://www.watterott.com/de/Schnittstellen/Motorsteuerungen/Schrittmotor

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Limi schrieb:
> Könnte es mit 4..6 Boost-Convertern gehen? 2..3 für positive und 2..3
> für negative Halbwelle?

Tja, wenn sich die pos. und neg. Konverterausgaenge nicht gerade 
gegenseitig kurzschliessen...
Vielleicht geht was mit irgendwelchen exotischen Wandlerkonzepten 
(Cuk,...?).
Ich kann grad' nix ausm Aermel schuetteln. Aber es ist diese Art von 
Problem, wo einem dann irgendwann beim Aufsuchen der sanitaeren Anlagen 
unvermittelt die Loesung einfaellt. Wenn man sie nicht zu dringend 
braucht.

Oder halt doch getrennt, erstmal 60V= oder 100V= erzeugen, und dann 
entweder in irgendwelche PWM-gesteuerten Halbbruecken oder 
Audioendstufen.

Gruss
WK

von WhoKehrs (Gast)


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Ich hab hier FUs von Delta, die gehen bis 600Hz und die Ausgangsspannung 
kannst du auch einstellen.
Müsstest dir nur was für den Eingang basteln. Oder gleich auf den 
Zwischenkreis gehen.

z.B. https://de.rs-online.com/web/p/frequenzumrichter/8603900/

von ??? (Gast)


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Dergute W. schrieb:
> Aber es ist diese Art von
> Problem, wo einem dann irgendwann beim Aufsuchen der sanitaeren Anlagen
> unvermittelt die Loesung einfaellt.

ROFL

Kenn ich, aber eher daß man morgens um 5 aufwacht und nicht mehr 
einschlafen kann.
Oder auf einem Mittagsspaziergang um mal vom PC wegzukommen.
:-)

von Limi (Gast)


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Dergute W. schrieb:
> Tja, wenn sich die pos. und neg. Konverterausgaenge nicht gerade
> gegenseitig kurzschliessen...

notfalls mit Dioden entkoppeln. Während der positiven Halbwelle ist der 
positive Boost Converter ein und der Negative ist aus. Bei der negativen 
Halbwelle ist es entsprechend umgekehrt.

Wofür steht Cuk?

von Blubbb (Gast)


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Also die Einfälle hier werden echt immer schräger...kann mir mal jemand 
sagen was gegen eine ganz normale Drehstrombrücke spricht? Es ist ja 
nicht so als ob diese ganzen vorgeschlagenen Lösungen irgendwo einfacher 
wären, weder was Modulation noch Bauteilegrösse/Gewicht/Kosten betrifft.

von hinz (Gast)


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von Limi (Gast)


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Limi schrieb:
> Dergute W. schrieb:
>> Tja, wenn sich die pos. und neg. Konverterausgaenge nicht gerade
>> gegenseitig kurzschliessen...
>
> notfalls mit Dioden entkoppeln. Während der positiven Halbwelle ist der
> positive Boost Converter ein und der Negative ist aus. Bei der negativen
> Halbwelle ist es entsprechend umgekehrt.

Dioden gehen nicht, man müsste den anderen Boost Converter wegschalten.

von Dergute W. (derguteweka)


Angehängte Dateien:

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Moin,

Blubbb schrieb:
> Also die Einfälle hier werden echt immer schräger...kann mir mal jemand
> sagen was gegen eine ganz normale Drehstrombrücke spricht?

Naja, die ganz normale Drehstrombruecke ist halt nur die Haelfte des 
Problems. Wie weiter oben ja schon langwierig erarbeitet, brauchts 
vorher noch einen DC-DC Wandler auf 60..100V. Beides - Drehstrombruecke 
und Wandler sind so Dinger, die "prinzipiell" keine Raketenwissenschaft 
sind. Nur scheint's so, als taeten sich bei genau dieser konkreten 
Problemstellung auch professionelle Amazon-, Google-, und 
Aliexpress-Bediener etwas schwer, eine ootb-Loesung zu praesentiern.

Aber um mal die Schraegheit der Einfaelle wieder auf einen neuen Winkel 
zu heben - hab' ich da mal ein buntes Bild gemalt:
Achsenbeschriftung: Nauf und Nunder koennte z.B. die Spannung in Volt 
sein. Oder der Strom in cA (centi-Ampere) - jenachdem. Nueber eine 
Phasenlage.
Die verschiedenen Kurven koennten sein:

rot, gruen, blau: Ausgangsspannungsverlauf von 3 Buck Konvertern, wo 
jeweils 12V reingehen, und die dann entsprechend so angesteuert werden, 
dass sich genau dieser Verlauf einstellt.

schwarz: rot - gruen
Man beachte, dass schwarz sinusfoermig ist, waehrend rot, gruen und blau 
in ihrem Verlauf jeweils an ein Logo einer Burgerbraterkette erinnern 
und fuer sich nicht sinusfoermig sind. Aehnliche Verlaeufe wueden sich 
fuer die anderen, hier nicht gezeichneten Differenzen von r,g,b ergeben.

magenta, gelb, cyan: Stromverlaeufe der Stroeme, die aus der rot, gruen, 
blauen Versorgung in einen rein ohmschen,symmetrischen 36V 0.4A 
Drehstromverbraucher fliessen wuerden. Oder wieder zurueck.

Und da wirds jetzt bloed.
Waehrend 180° ist der Strom ja in jedem Zweig negativ und Buck Konverter 
tun sich schwer damit, Stroeme aufzunehmen. Waehrend 120° dieser 180° 
muesste die Spannung ja "zufaellig" grad nur 12V sein, also koennte man 
da z.B. den Ausgang jedes Konverters z.b. mittels extra 
Leistungsschalter (Transistor, Ignitron,...) mit den 12V verbinden, so 
dass da ein Strom zurueckfliessen kann.
Tja, bleiben halt nur dummerweise jeweils vorher 30° und nach den 120° 
nochmal 30°, bei denen die Ausgangsspannung >12V sein muss und trotzdem 
Strom in den Konverter fliessen muss.
Das ist der Grund, warum der Loetkolben grad' noch kalt ist...

Gruss
WK

von Karl (Gast)


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Wenn das nur der Anzeige in einem Simulator dienen soll würde ich mal 
prüfen, ob das Ding wirklich diese Spannungen braucht oder auch mit 
deutlich weniger schon demonstrativ läuft.

Und viel Leistung wird das ja auch nicht verbraten.

Also doch: 3 Audioendstufen mit Brückenausgang, 3 Minitrafos 
sekundärseitig in die Brücke geschalten, primärseitig zum Stern sollte 
den gewünschten Drehstrom liefern.

von Patrick (Gast)


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Hallo!

Henry hat für mich hier im Forum gepostet während ich am Lötkolben saß. 
:-)

Ich wollte nur ein kleines Update geben. Der Kreisel funktioniert!

Mein Plan war es, wie oben schon erwähnt, einen Boost Converter zu 
nutzen. Dahinter 3 H-Halbbrücken um daraus 3 Phasen Sinus zu erzeugen. 
Die Signale (1H, 1L, 2H, 2L etc..) wollte ich mit einem Arduino 
erzeugen.

Wie es der zufall so will, habe ich jedoch den TI DRV8313 gefunden. Das 
Blockdiagramm weisst 3 H-Halbbrücken auf, so wie ich es geplant hatte. 
Angegeben ist er als Brushless DC Motor Treiber. Nach ein bisschen 
Recherche habe ich dann auch herausgefunden, dass der Asynchron Motor 
auch mit einem BLDC motortreiber angesteuert werden kann.

Nun wollte ich mir erst ein Entwicklungsboard von TI ordern. Nachdem ich 
jedoch den Preis gesehen habe (zu teuer um es "einfach mal so" zu 
kaufen), habe ich bei eBay das Storm32 Gimbal Controller Board für 20€ 
gekauft, dieses nutzt zufällig auch den DRV8313. Gestern abend 
angekommen, heute morgen ausgepackt ging es dann an die Arbeit. Die 
Firmware auf dem Board gibt eine Sinusfrequenz von 23kHz aus, etwas zu 
schnell. Da es ein STM32 ist würde wohl auch Arduino darauf laufen, 
jedoch habe ich keine Erfahrungen mit den Timern auf dem STM32. Daher 
ging es an die "radikalere Variante", Leiterbahnen durchtrennt, 
Kupferdraht an die Beinchen des Chips angelötet und den Arduino 
dazwischen gehangen (3 Signale + Masse).

Ein Blick auf das Oszilloskop erweckte zuversicht. Die maximalspannung 
des Gimbal Controller Boards ist 18V. Getestet... und der obere Kreisel 
lief an! Nachdem ich eine Rampe programmiert habe, lief auch der untere. 
Das Problem war nur das beide ewigkeiten brauchten um auf touren zu 
kommen (verständlich, Spannung zu niedrig). Nachdem der Buck Converter 
auf dem Board etwas modifiziert wurde, funktioniert dieser auch mit 25V. 
Beide Kreisel laufen sofort an und sind innerhalb von Sekunden auf 
Nenndrehzahl, der Horizont funktioniert!

Nächster Schritt ist nun der entwurf einer Schaltung und bestellen einer 
Platine.

Da er bereits mit 18V mit Rampe und bei 25V einwandfrei anläuft, schäue 
ich mich jedoch irgendwie die errechneten 102V (?) darauf zu geben. Ich 
denke mal ich werde es bei 36V DC belassen. Das Problem ist, dass ich 
nicht Prüfen kann wie er sich bei mehr als 36V verhält. Es ist auch 
nirgendwo eine Nenndrehzahl angegeben die mannachprüfen kann.

Bei Bedarf kann ich noch meinen Code, und später den Schaltplan 
hochladen.

Grüße

Patrick

von Limi (Gast)


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Patrick schrieb:
> (3 Signale + Masse)

Patrick schrieb:
> Da er bereits mit 18V mit Rampe und bei 25V einwandfrei anläuft, schäue
> ich mich jedoch irgendwie die errechneten 102V (?) darauf zu geben.

Dergute W. schrieb:
> 3 Anschluesse fuer das Drehspannungssystem,
> dann brauchts als Betriebsspannung fuer die Endstufen
> 2*sqrt(2)*36V/sqrt(3)=59V

Limi schrieb:
> Lässt sich mit der Subtraktion von zwei um 120° verschobenen Cosinus im
> Excel nachrechnen. Das Maximum liegt bei cos(30)-cos(150)=1.73. (Winkel
> mit Grad rechnen)

Fazit: Damit bei einer Dreiecksschaltung mit jeweils 120° verschobenen 
Signalen ein Effektivwert von 36V anliegen, sind 59V und keine 102V 
notwendig.

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Klingt gut! Die 59V wuerde ja dein Halbbruecken-IC grad noch so 
abkoennen, aber wenn die Kreisel schon mit kleinerer Spannung laufen...

Patrick schrieb:
> Das Problem war nur das beide ewigkeiten brauchten um auf touren zu
> kommen (verständlich, Spannung zu niedrig).

Naja, da steht ja schon im Datenblatt der Kreisel, dass sie "nach ca. 
5min" ihren Betriebszustand erreichen. Und das bei 36V.
Wenn auf dem Board auch schon ein Buckregler drauf ist, um von den 12V 
auf ausreichend Spannung zu kommen, war das Ding ja wie fuer dich 
gemacht.

Dann pack' ich mal mein buntes Bildchen mit den 30° Problemen wieder ein 
;-)

Gruss
WK

von Harald W. (wilhelms)


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Dergute W. schrieb:

> Die 59V wuerde ja dein Halbbruecken-IC grad noch so abkoennen,

Bei Halbbrückentreibern braucht man m.E. aber die 59V sowohl
negativ, als auch positiv. Nur Vollbrückentreiber kämen mit
"einzelnen" 59V aus. Ich verstehe garnicht, was der TE gegen
die Traflösung hat. Die würde den Aufwand deuitlich verringern
(Kein StepUp nötig).

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Harald W. schrieb:
>
> Bei Halbbrückentreibern braucht man m.E. aber die 59V sowohl
> negativ, als auch positiv. Nur Vollbrückentreiber kämen mit
> "einzelnen" 59V aus.

Das wurd' doch jetzt langsam echt schon genug durchgekaut, welche 
Spannungen bei welchen Verschaltungen.

> Ich verstehe garnicht, was der TE gegen
> die Traflösung hat. Die würde den Aufwand deuitlich verringern
> (Kein StepUp nötig).

Haste mal schnell eine Bestellnummer so eines Trafos da?

Gruss
WK

von Harald W. (wilhelms)


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Dergute W. schrieb:

> Haste mal schnell eine Bestellnummer so eines Trafos da?

Den muss man schon selber wickeln. Die Anzahl der Windungen bei
500Hz dürfte überschaubar sein.

von Dergute W. (derguteweka)


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Harald W. schrieb:
> Dergute W. schrieb:
>
>> Haste mal schnell eine Bestellnummer so eines Trafos da?
>
> Den muss man schon selber wickeln. Die Anzahl der Windungen bei
> 500Hz dürfte überschaubar sein.

OK. Haste mal schnell eine Bestellnummer fuer einen Trafobausatz zum 
selberwickeln? Und fuer Kupferlackdraht in den Groessenordnungen in 
denen man ihn dann braucht?

Gruss
WK

von hinz (Gast)


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Dergute W. schrieb:
> Harald W. schrieb:
>> Dergute W. schrieb:
>>
>>> Haste mal schnell eine Bestellnummer so eines Trafos da?
>>
>> Den muss man schon selber wickeln. Die Anzahl der Windungen bei
>> 500Hz dürfte überschaubar sein.
>
> OK. Haste mal schnell eine Bestellnummer fuer einen Trafobausatz zum
> selberwickeln? Und fuer Kupferlackdraht in den Groessenordnungen in
> denen man ihn dann braucht?

https://www.mikrocontroller.net/attachment/158112/Schweisstrafo.jpg

von Harald W. (wilhelms)


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hinz schrieb:

> https://www.mikrocontroller.net/attachment/158112/Schweisstrafo.jpg

Die Bildbezeichnung ist falsch. da ist ein "w" zuviel drin. :-)

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