Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Frequenzumrichter und feste Werte


von Kalle (Gast)


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Moin

ich bin in Sachen Frequenzumrichter nicht besonders bewandert und hoffe 
ihr könnt mir weiterhelfen.

Ich benötige für den Betrieb eines Lüfters (10W, 400 Hz, 115V, 3 
Phasen/1 Phase + Kondensator alternativ) eine entsprechende 
Spannungsquelle.

Nun sind 400 Hz Generatoren aus der Luftfahrt teuer und ich würde dies 
gerne günstig durch einen Frequenzumsetzer umsetzen.

Frage ist: gibt es welche mit fester! einstellbarer Frequenz(muss ja 
kein reiner Sinus sein) sowie Ausgangsspannung? Also die eigentliche 
Aufgabe der Regelung deaktivieren und mit eigenen Parametern fahren?

Gruß
Kalle

: Verschoben durch Moderator
von R. F. (rfr)


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Womit soll der FU denn gespeist werden?
Batterie oder Netz oder Kurbelinduktor?

Gruss

Robert

von Kalle (Gast)


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R. F. schrieb:
> Womit soll der FU denn gespeist werden?
> Batterie oder Netz oder Kurbelinduktor?
>
> Gruss
>
> Robert

Hi Robert,

230 V 1 Phasen Netzspannung wäre optimal.

von Der Andere (Gast)


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


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Kalle schrieb:
> Frage ist: gibt es welche mit fester! einstellbarer Frequenz(muss ja
> kein reiner Sinus sein) sowie Ausgangsspannung?

Das erlauben eigentlich alle industriellen FU. Allerdings wirst du lange 
nach einem suchen müssen, der 400Hz liefert - die wachsen nicht gerade 
auf Bäumen.

Wichtig ist aber, das deine Maschine auch bis 400V isolationsfest ist, 
denn obwohl ein FU die Ausgangsspannung auf 115V regeln kann, ist das 
immer ein Durchschnitt, der aus 325V Spitze-Spitze PWM gemittelt wird. 
Am Ausgang des FU steht also eine entsprechend hohe Spannung, moduliert 
mit PWM.

: Bearbeitet durch User
von Der Andere (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> Wichtig ist aber, das deine Maschine auch bis 400V isolationsfest ist

Bei nur 10W könnte man einen 230V-110V Trafo nehmen. Die gibts wegen SU 
Netz durchaus ab und an günstig zu kriegen. Es sollte dann aber besser 
kein Spartrafo sein.

@TO: Der 2. Link von mir oben ist übrigens ein schönes kleines Projekt 
von Matthias S.

von Der Andere (Gast)


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Der Andere schrieb:
> SU Netz

Sorry, das sollte eigentlich US-Netz heissen also 115V in USA.

von Dietrich L. (dietrichl)


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Matthias S. schrieb:
> Wichtig ist aber, das deine Maschine auch bis 400V isolationsfest ist,
> denn obwohl ein FU die Ausgangsspannung auf 115V regeln kann, ist das
> immer ein Durchschnitt, der aus 325V Spitze-Spitze PWM gemittelt wird.
> Am Ausgang des FU steht also eine entsprechend hohe Spannung, moduliert
> mit PWM.

In dem Fall könnte man mit einem LC-Filter die PWM glätten. Bei 10W und 
400Hz ist die Größe auch noch recht überschaubar.

von Helmut L. (helmi1)


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Ist es nicht einfacher den Luefter gegen einen passenden neuen 
auszutauschen?

von Kalle (Gast)


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Danke für die Antworten,

es wird also im Grunde daran scheitern, dass die geschaltete 
Gleichspannung tatsächlich nicht einstellbar ist.

Ein 115 V Netzteil DC gibt es anscheinend auch nicht, sonst könnte man 
schnell was mit MOSFETS als Schalter bauen.

von Kalle (Gast)


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Helmut L. schrieb:
> Ist es nicht einfacher den Luefter gegen einen passenden neuen
> auszutauschen?

leider nein

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


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Kalle schrieb:
> es wird also im Grunde daran scheitern, dass die geschaltete
> Gleichspannung tatsächlich nicht einstellbar ist.

Nö, daran scheitert es nun gerade nicht. Aber warum plötzlich DC? Oben 
schriebst du was von 400Hz/115V.
Die FUs kann man auf 115V einstellen, nur die 400Hz erreicht nicht jeder 
FU auf dem Markt. Meistens ist so etwa bei 120Hz Schluss.
Kann man sich aber basteln, siehe oben. Für 10W ist das ein 
Wochenendspass mit ein paar IRF840.

: Bearbeitet durch User
von Kalle (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> Kalle schrieb:
>> es wird also im Grunde daran scheitern, dass die geschaltete
>> Gleichspannung tatsächlich nicht einstellbar ist.
>
> Nö, daran scheitert es nun gerade nicht. Aber warum plötzlich DC? Oben
> schriebst du was von 400Hz/115V.
> Die FUs kann man auf 115V einstellen, nur die 400Hz erreicht nicht jeder
> FU auf dem Markt. Meistens ist so etwa bei 120Hz Schluss.

Sorry, ich meinte die DC(325 V) intern im FU nach der Gleichrichtung.
Die 115 V AC ergeben sich ja dann aus dem Effektivwert der geschalteten 
325 V DC Spannung.
Kann schlecht abschätzen, ob der Lüfter eine solche Spitzenspannung 
verträgt.

Hab auf RS div. FUs angeschaut, die meisten könnten schon 400 HZ, aber 
ich war mir nicht sicher, ob man diese auch fest einstellen kann.

von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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Schau Dir mal die ältere Lenze 82xx-Baureihe an:

https://www.ebay.de/itm/Lenze-Type-33-8201-E-Umrichter/253895531850

Die können alle bis 400Hz und Du kannst (natürlich) alles so einstellen, 
wie Du möchtest.

Zur Programmierung benötigst Du noch einen passenden Aufsatz:

https://www.ebay.de/itm/Lenze-Bedienungsmodul-Parameter-Modul-LENZE-Frequenzumrichter-Type-EMZ8201BB/173557021285

Wobei da 40€ schon sehr viel sind. Wenn man warten kann, gibt es die 
Dinger für 10-20€

: Bearbeitet durch Moderator
von Patrick (Gast)


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Mit einem Programmieradapter ist eigentlich jeder FU  auf eine 
Festdrehzahl einzustellen. Den Einschaltbefehl gibts über einen 
Digitaleingang. Manche sind von Haus aus für die Steuerung über 
Analogsignal vorbereitet. Hier ist z.b. der Anschluss eines 0-10 Volt 
oder 4-20 mA Signalgebers oder gar eines Potentiometers üblich. Je nach 
Modell ist das auch per Jumper einstellbar und du musst nicht 
programmieren.

von seltsame idee (Gast)


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Was käme eigentlich dabei heraus, wenn man einen Brückengleichrichter 
nach einer dicken Drossel, den GR-Ausgang an einen 50VA 115/230 
Spartrafo, daran wiederum einen Gleichrichter, daran einen 40VA 230/400 
Spartrafo, daran wiederum einen Gleichrichter, und dann noch einen 
Anpaßtrafo (ca. 30VA; 1:1 als 400/400?) schalten würde?

von seltsame idee (Gast)


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Unsinn - umgekehrt. Bei Erhöhung der Frequenz könnte Primär- wie auch 
sekundärspannung niedriger ausfallen, doch nicht höher. Ach, vergeßt es. 
Ich sollte aufhören, zu trinken...

von Patrick (Gast)


Angehängte Dateien:

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Mittels eines Audioverstärkers könntest du dir mit zwei Transformatoren 
einen Drehstrom zusammenbasteln. Eine "Phase" ist dann geerdet und die 
zwei anderen Stellen zwei zueinander phasenverschobene Signale dar. Als 
Signalquelle kann ein alter MP3Player dienen, eine Sounddatei kannst du 
mit Audacity erstellen.
Die Trafos und das Ausgangssignal (Lautstärke Signalquelle) müssen dann 
natürlich entsprechend gewählt werden - das kannst du dir aber aus der 
Leistung und der Nennimpedanz des Verstärkers berechnen.
Den Verstärker ruhig bissel stärker auslegen - er sollte den Anlaufstrom 
schaffen können. Eine "Anlauframpe" macht dabei ebenfalls sinn, dass die 
Frequenz z.B. bei 40 Hz startet und langsam steigt.

von hinz (Gast)


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Patrick schrieb:
> Eine "Anlauframpe" macht dabei ebenfalls sinn, dass die
> Frequenz z.B. bei 40 Hz startet und langsam steigt.

Spannung dabei ebenfalls langsam auf Nennwert steigen lassen!

von Kalle (Gast)


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Ich hab mir jetzt diesen bestellt und auf dem Tisch:
https://at.rs-online.com/web/p/frequenzumrichter/0447496/

werde dann die Tage berichten, wie gut das denn nun funktioniert hat :)

Danke für die Tipps schonmal!

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> Kalle schrieb:

> Ich benötige für den Betrieb eines Lüfters (10W, 400 Hz, 115V, 3
> Phasen/1 Phase + Kondensator alternativ) eine entsprechende
> Spannungsquelle.
> Nun sind 400 Hz Generatoren aus der Luftfahrt teuer und ich würde dies
> gerne günstig durch einen Frequenzumsetzer umsetzen.
Mal ehrlich: Für einen 10W-Lüfter so ein Aufwand?

Erläutere doch lieber das eigentliche Problem, nämlich was für einen 
Lüfter brauchst du?
Gruß Öletronika

von Dieter (Gast)


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Das Ding mit dem Lüfter entstammt sicherlich der Luftfahrttechnik. Da 
sind 400Hz eine normale Frequenz.

Für 10W, 1 Phase, täte es die Schaltung eines DC-AC Wandlers einfacher 
Bauart, analotg zu den Wandlern die aus 12V eines Autos 230V für kleine 
Verbraucher erzeugen.

von Kalle (Gast)


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U. M. schrieb:
> Mal ehrlich: Für einen 10W-Lüfter so ein Aufwand?
>
> Erläutere doch lieber das eigentliche Problem, nämlich was für einen
> Lüfter brauchst du?
> Gruß Öletronika

Jap :)
es geht ja nicht nur im einen Lüfter, sondern um sehr sehr viele teure 
Lüfter über einen langen Zeitraum, da wäre "Gebastel" das letzte Mittel.

Der günstigste 1 Phasen 400 Hz Generator kostet ca. 1000€, den würde ich 
zur Not ja auch kaufen. Aber wieso unnötig so viel Geld ausgeben, wenn 
es mit einem Frequenzumrichter ja auch geht.

Habe den PowerFlex 4M jetzt soweit durchschaut, dass man dort auf jeden 
Fall die Spannung zwischen 45 V und 220 V einstellen kann. Und die 
Frequenz zwischen 0 Hz und 400 Hz.

Werd das ganze noch unters Oszi packen und mal schauen wie das Signal 
nun aussieht.

Euch noch einen schönen 3. Oktober :)

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
mit Gebläsen und Lüftern unterschiedlicher Art, im industriellen 
Einsatz, habe ich einige Erfahrungen.
> Kalle schrieb:
> Jap :)
> es geht ja nicht nur im einen Lüfter, sondern um sehr sehr viele teure
> Lüfter über einen langen Zeitraum, da wäre "Gebastel" das letzte Mittel.
Es sind aber nach deinen Angaben immer noch 10W-Lüfter, oder?

Und wenn dir das bis zu 1000€ Wert ist oder auch nur ca. 300€ für einen 
FU incl. dem ganzen Aufwand zum Einbau, Verdrahtung, Pflege und Doku. 
usw., frage ich mich, was für ganz besonderer Lüfter könnte das sein?
Groß und leistungsfähig geht bei 10W schon mal nicht.
Einzig der Betrieb mit Netzspannung an 400Hz deutet auf einen Einsatz 
hin, der wahrscheilich sehr hohe Robustheit und hohe Zuverlässigkeit 
verlangt.

Gerade bei Bedarf von "vielen teuren Lüftern", über Jahre, die also 
nicht preissensitiv sind, gibt es womöglich gute Chancen, einen 
passenden  Lüfter bei einer guten Markenfirma wie z.B. EBM-Past zu 
beschaffen oder sogar kundenspezifisch machen zu lassen.

Da 10W eine winzige Leistung ist, wäre der Betrieb mit Kleinspannung 
(24V) sehr naheliegend. Dann sind Weitbereichsnetzteile  das Mittel der 
Wahl und das Theater mit Spannungumstellung von 115V auf 230V wäre ein 
für alle mal erledigt. Nebenbei hat man auch viel weniger Problem mit 
elektr. Sicherheit, wenn man 24V verwendet.

> Der günstigste 1 Phasen 400 Hz Generator kostet ca. 1000€, den würde ich
> zur Not ja auch kaufen. Aber wieso unnötig so viel Geld ausgeben, wenn
> es mit einem Frequenzumrichter ja auch geht.

Wenn du gute Gründe hast, dass es nicht anders geht, will ich nichts 
mehr nerven. Aber vielleicht sind dir gute Alternativen nur nicht 
bekannt?
Gruß Öletronka

von Kalle (Gast)


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U. M. schrieb:
> Wenn du gute Gründe hast, dass es nicht anders geht, will ich nichts
> mehr nerven. Aber vielleicht sind dir gute Alternativen nur nicht
> bekannt?

Der/die Lüfter können auf keinen Umständen getauscht werden.

Leider ist mein Experiment nicht von Erfolg gekrönt, der FU hat seine 
feste Ausgangs-Spitzenspannung von 325 V.
Die effektive Spannung sowie Frequenz können zwar eingestellt werden, 
nur ist mir das zu heikel um die Lüfter damit zu betreiben.

Fazit: Fu tolle Sache, leider für meine Anwendung nicht flexibel genug.

Gruß
Kalle

von Dietrich L. (dietrichl)


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Kalle schrieb:
> Leider ist mein Experiment nicht von Erfolg gekrönt, der FU hat seine
> feste Ausgangs-Spitzenspannung von 325 V.

Ja klar, das ist normalerweise so. Es wird einfach die 
Zwischenkreispannung per PWM über die Brücke durchgeschaltet.

> Die effektive Spannung sowie Frequenz können zwar eingestellt werden,
> nur ist mir das zu heikel um die Lüfter damit zu betreiben.

Dann häng noch ein LC-Filter hinten dran. Dann kannst du aus dem 
PWM-Geraffel eine (fast) sinusförmiges Signal erzeugen.

von fuuuh... (Gast)


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Dietrich L. schrieb:
> Dann häng noch ein LC-Filter hinten dran. Dann kannst du aus dem
> PWM-Geraffel eine (fast) sinusförmiges Signal erzeugen.

Nur müßte die Induktivität schon sehr hoch sein. Ein 115V~ 400Hz Lüfter 
an einem 325VDC (oder gar mehr) Zwischenkreis würde zuallererst mal 
niedrigen Tastgrad bedeuten. Durch die langen Pulspausen (je nach 
exaktem FU bei auch noch einstelligen bis niedrigen 2stelligen kHz - 
relativ lang!) sieht es eh schon "übel" aus, verschärft wird alles noch 
extrem dadurch, daß damit ja nicht 50Hz, sondern 400Hz dargestellt 
werden sollen... das würde ganz schön eckig.

von fuuuh... (Gast)


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Um wie viele dieser Lüfter geht es genau? Einsatz immer einzeln? 
(Schlechte Voraussetzungen, falls zutreffend - immer ein Betriebsgerät 
pro Lüfter??? Die Kosten, die Kosten...)

Wer hat Erfahrung mit dem Prinzip induktiver Spannungsteiler? Zwei davon 
in Reihe bräuchten ja ca. 230V~ ... durch den dadurch ermöglichten weit 
höheren Tastgrad und die zwei Motor-Induktivitäten in Serie ---> weit 
angenehmere Verhältnisse, minimaler Filteraufwand?

von Armin X. (werweiswas)


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Das Hauptproblem mit herkömmlichen preiswerten FUs wird sein, dass Du 
die Eckfrequenz gar nicht erst so hoch einstellen kannst.
Da würde ich, wenn es unbedingt dieser Lüfter sein muss, dem FU noch 
einen Trafo in Sparschaltung nachschlagen um mit der Spannung und der 
Eckfrequenz runter zu kommen.
Die Ausgangsfrequenz muss natürlich dennoch auf 400Hz eingestellt werden 
können.

: Bearbeitet durch User
von fuuuh... (Gast)


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Allerdings: Gegen 1000€ pro Betriebsgerät aufgerechnet (bis jetzt wurde
nicht eröffnet, wie viele Trafos pro Betriebsgerät) wäre die 
Auftrags-Fertigung einiger 15VA* Anpaß-Trafos von 230V~ / 400Hz zu 115V~ 
/ 400Hz
eher als "Peanut" zu bezeichnen. Lustigerweise noch billiger, wenn man
LL Kerne wählte, wobei Primär- und Sekundärwicklung getrennt auf je 1
der Schenkel kämen, um über die erhöhte Streuinduktivität dann Drosseln
schon integriert zu haben... Ich bin fast sicher, daß der auf Nachfrage
bei einem Trafofertiger genannte Preis hierfür für offene Münder sorgte.
Und zwar, weil er so niedrig wäre.

* Von mir aus auch 20VA. Ausgleich für höhere Eisenverluste bei 400Hz.
Der Trafofertiger wäre wegen der niedrigen Windungszahl (für 400Hz ist
weit niedrigere nötig als für 50Hz) und der (für ihn) Erleichterung,
die Wicklungen getrennt aufbringen zu können, dazu verpflichtet, einen
unfaßbar niedrigen Preis zu machen...

von fuuuh... (Gast)


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fuuuh... schrieb:
> wie viele Trafos pro Betriebsgerät

Bitte ersetzen durch: "... wie viele Lüfter pro ..."

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