Habe ein Inverter, der mit 8kHz läuft. Ein PWM-Signal besteht ja aus
0/1-Kombinationen, also an-aus. Ist der Tastgrad 50%, dann ist 50
Prozent der Schaltzeit an, 50 Prozent aus. Sind jetzt die 8kHz von einem
Inverter 8000 Pulszeiten, von denen die ersten 4000 Null sind, die
restlichen 4000 Eins?
Oder ist dort ein 8kHz-Signal ein ganzes PWM-Signal, wobei dann das
Signal dann aber selber noch viel schneller als 8kHz ist, z.B. 80kHz und
dann 5 Pulse Null und 5 Pulse Eins sind?
Wenn da 8kHz steht, ist das die Wiederholfrequenz der PWM. Eine Periode
ist also 1/8000 = 125µs. Innerhalb dieser 125µs wird das Tastverhältnis
für die gewünschte gemittelte Ausgangsspannung eingestellt.
Dabei bleiben die 8kHz konstant.
Der 50Hz Ausgang wird aus 160 Perioden der PWM geformt, bei dem das
Tastverhältnis der PWM als Sinus moduliert wird.
Danke.
8kHz heisst also Widerholfrequenz.
Ein PWM-Signal kann ja bei einem Tastgrad zu 50 Prozent t_an = 50%,
t_aus = 50%,
t_ges = t_an+t_aus = 125ms bei 8kHz.
Aber es muss doch noch irgend etwas da sein, was den "Tastgrad" steuert,
wenn ich z.B. 1% an habe und 99 Prozent aus, dann müsste das
125ms-Signal ja nochmal in 100 kleine Zyklen unterteilt werden, wenn man
in 1-Prozent-Schritten das PWM-Signal aufteilen können möchte. Das
müsste doch dann nochmal schneller sein als die 8kHz, was den Tastgrad
steuert? Oder habe ich da einen Denkfehler?
H. H. schrieb:> Nein.
Danke. Wie schnell taktet denn die "Tastgradsteuereinheit", die dann das
Feinsignal erzeugt? Liegt man mit dem 100fachen gut dabei oder ist es
eher noch schneller oder vielleicht eher langsamer?
Klaus schrieb:> t_ges = t_an+t_aus = 125ms bei 8kHz.
Nö, entweder Tippfehler oder Rechenirrtum. Die gesamte Periode eines
8kHz dauert 125µs.
Wenn ich z.B. 50% Tastgrad habe, ist das Signal für 62,5µs high und für
62,5µs low.
Bei 10% Tastgrad also 12,5µs high und 112,5µs low, usw.
Die gesamte Periode dauert immer 125µs und wird PWM Periode genannt.
Klaus schrieb:> H. H. schrieb:>> Nein.>> Danke. Wie schnell taktet denn die "Tastgradsteuereinheit", die dann das> Feinsignal erzeugt? Liegt man mit dem 100fachen gut dabei oder ist es> eher noch schneller oder vielleicht eher langsamer?
Ja ca. 100 oder mehr fach kann hinkommen, was halt der Microcontroller
hergibt.
Bei 8MHz Taktfrequenz vom Controller wären dann 8MHz/1024 = 8kHz
Matthias S. schrieb:> Nö, entweder Tippfehler oder Rechenirrtum. Die gesamte Periode eines> 8kHz dauert 125µs.> Wenn ich z.B. 50% Tastgrad habe, ist das Signal für 62,5µs high und für> 62,5µs low.> Bei 10% Tastgrad also 12,5µs high und 112,5µs low, usw.> Die gesamte Periode dauert immer 125µs und wird PWM Periode genannt.
Hmm, verstehe nicht, was ich jetzt falsch gemacht habe. t_an = 62,5,
t_aus = 62,5
t_an+t_aus = 125ms = 8kHz.
Aber um t_an und t_aus genau abbilden zu können, müsste die Steuerung
dahinter ja noch schneller sein als die 8kHz.
Klaus schrieb:> User schrieb:>> Bei 8MHz Taktfrequenz vom Controller wären dann 8MHz/1024 = 8kHz>> Warum teilst du die 8MHz durch 1024? Hat das einen bestimmten Grund?
Weil das PWM-Register gängiger µCs 10 Bit breit ist.
Die beötigte Taktfrequenz ergibt sich aus der gewünschten Auflösung des
PWM Signals. Eine übliche Auflösung von 8 Bit, also 256 Stufen, benötigt
also eine um 256 mal höhere Taktfrequenz für die PWM Peripherie, meist
ein Timer.
Ein 8kHz Signal für 8 Bit Auflösung braucht also mindestens eine
Taktfrequenz von 2,048 MHz. Wird eine Auflösung von 16 Bit, entsprechend
65536 Stufen gewünscht, ist für 8kHz Wiederholfrequenz ein Takt von 524
MHz (!) nötig. Aus praktischen Gründen beschränkt man die Auflösung
meist auf max. 10 Bit.
Klaus schrieb:> 8kHz heisst also Widerholfrequenz.
Ja.
> Ein PWM-Signal kann ja bei einem Tastgrad zu 50 Prozent> t_an = 50%, t_aus = 50%,
Ja.
> t_ges = t_an+t_aus = 125ms bei 8kHz.
*NEIN!!!!*
t_ges = 125 MIKROsekunden (µs).
"ms" sind aber MILLISekunden.
> Aber es muss doch noch irgend etwas da sein, was den> "Tastgrad" steuert, wenn ich z.B. 1% an habe und 99 Prozent> aus, dann müsste das 125ms-Signal ja nochmal in 100 kleine> Zyklen unterteilt werden, wenn man in 1-Prozent-Schritten> das PWM-Signal aufteilen können möchte.
Sicher.
Wenn Du 125µs in 100 kleinere Schritte teilen willst, dann
ist jeder Schritt ungefähr 1µs lang. Überhaupt kein Problem.
Matthias S. schrieb:> Wird eine Auflösung von 16 Bit, entsprechend> 65536 Stufen gewünscht, ist für 8kHz Wiederholfrequenz ein Takt von 524> MHz (!) nötig.
Ok, dass wäre aber sehr schnell. 8bit oder 10bit sind da wohl
ausreichend mit 256 bzw. 1024 feinen Zwischenstufen.
Jetzt habe ich einen Motor, der im Dreieck an den Inverter angeschlossen
werden kann. Mit einem Oszilloskop möchte ich mir das Pulsmuster
anschauen. Bei Dreieckschaltung sind Strangspannung und
Außenleiterspannung identisch.
Sehe ich das Signal mit dem Oszilloskop jetzt besser, wenn ich mit einer
Stromzange den Strom messe oder die Spannung über einen passenden
Tastkopf abgreife? Das Spannungssignal würde ich über einen künstlichen
Sternpunkt abgreifen, der parallel zum Motor angeschlossen wird, weil
das Signal zwischen zwei Außenleitern ein Mix aus zwei Schwingungen
ergibt. Macht das Sinn?
Der Strom wird durch die Motorinduktivität geglättet, da siehst du von
der PWM nicht mehr viel.
Und für die Spannung kannst du gegen den Pluspol des Zwischenkreises
messen, der ist für den Bremswiderstand herausgeführt.
Denk an einen Trenntrafo!
H. H. schrieb:> Denk an einen Trenntrafo!
Ich habe ein Handheldoszilloskop und die Spannung würde ich zusätzlich
über einen Differentialtastkopf der Sicherheit halber abgreifen.
H. H. schrieb:> Der Strom wird durch die Motorinduktivität geglättet, da siehst du von> der PWM nicht mehr viel.
Ok, jetzt verstehe ich das erst. Bei einer Asynchronmaschine in
Sternschaltung habe ich mal bei einem Versuchsaufbau den Strom mit der
Stromzange gemessen und er sah recht gut sinusförmig aus. Das kam dann
wohl durch die Glättung der Induktivität.
H. H. schrieb:> Und für die Spannung kannst du gegen den Pluspol des Zwischenkreises> messen, der ist für den Bremswiderstand herausgeführt.
Ginge das wirklich nur über den Zwischenkreis? Weil dann müsste ich
direkt an den Schaltschrank dran, den ich nicht aufmachen möchte. Der
Zwischenkreis geht auch über massive Kupferschinen durch mehrere
Schaltschränke und ist noch mit dicken Plexiglasabdeckungen verdeckt.
Davon würde ich so erstmal dann die Finger lassen, wenn es nicht anders
geht.
Klaus schrieb:> weil> das Signal zwischen zwei Außenleitern ein Mix aus zwei Schwingungen> ergibt. Macht das Sinn?
Aha, du hast also keinen Inverter aka Wechselrichter, sondern einen
Frequenzumrichter für Drehstrom. Am sinnvollsten misst man hier mit
einem Differenztastkopf über 2 Phasen. Ein künstlicher Sternpunkt muss
beim FU nicht unbedingt funktionieren, denn wir haben ja PWM. Der FU
erzeugt intern mit Halbbrücken die Phasen. Ohne Differenztastkopf ist as
am deutlichsten, wenn du gegen die Masse der Zwischenkreisspannung
misst, aber das ist alles mit dem Netz verbunden.
Da du anscheinend nicht so geübt bist, solltest du bei solchen Messungen
extrem vorsichtig sein, den FU, wie o.a. nur über Trenntrafo betreiben
und am besten die ganze Messerei sein lassen. Wieso möchtest du das
denn?
Zum Prinzip hier mal der Link auf meinen Selbstbau FU:
https://www.mikrocontroller.net/articles/3-Phasen_Frequenzumrichter_mit_AVR
Matthias S. schrieb:> keinen Inverter aka Wechselrichter, sondern einen> Frequenzumrichter für Drehstrom
Inwiefern ist ein Frequenzumrichter anders als ein Wechselrichter?
Matthias S. schrieb:> den FU, wie o.a. nur über Trenntrafo betreiben
schwierig, einen so großen Trenntrafo habe ich nicht.
Matthias S. schrieb:> Ein künstlicher Sternpunkt muss> beim FU nicht unbedingt funktionieren, denn wir haben ja PWM.
Es hängt an dem System auch noch ein Leistungsmessgerät (ein Yokogawa
WT3000), welches auch einen künstlichen Sternpunkt hat und die drei
Spannungssonden gehen direkt an die Motorklemmen sowie die dazu
passenden Stromzangen. Da funktioniert es anscheinend auch mit PWM.
Matthias S. schrieb:> wie o.a. nur über Trenntrafo betreiben> und am besten die ganze Messerei sein lassen.
Wenn ich unbedingt dazu an den Zwischenkreis muss, dann lasse ich die
Finger davon. Da gehe ich nicht ran.
Matthias S. schrieb:> Wieso möchtest du das> denn?
Ich soll das Pulsmuster mit dem Oszilloskop aufzeichnen. Ich hatte halt
gedacht, dass ich das irgendwie sehe, wenn ich z.B. die Spannung direkt
an den Motorklemmen abgreife. Für mich ist noch nicht verständlich, wozu
man an den Zwischenkreis muss.
Klaus schrieb:> Habe ein Inverter, der mit 8kHz läuft.
Ist das ein Inverter, der durch einen µP gesteuert wird? Die meisten
Schaltnetzteile arbeiten mit einem analogen IC, welches einen RC-Oszil-
lator enthält, welches die Schaltfreuenz festlegt. Die Impulsbreite
wird dann mit einer Art einstellbaren Monoflop erzeugt.
Alex -. schrieb:> Matthias S. schrieb:>> keinen Inverter aka Wechselrichter, sondern einen>> Frequenzumrichter für Drehstrom>> Inwiefern ist ein Frequenzumrichter anders als ein> Wechselrichter?
Ein Umrichter macht aus einer Wechselspannung eine
andere Wechselspannung.
Ein Wechselrichter macht aus einer Gleichspannung eine
Wechselspannung.
Was ein Gleichrichter und ein DC/DC-Wandler machen,
dürfte selbsterklärend sein...
Egon D. schrieb:> Ein Umrichter macht aus einer Wechselspannung eine> andere Wechselspannung.> Ein Wechselrichter macht aus einer Gleichspannung eine> Wechselspannung.
Ein Umrichter macht ausgangsseitig auch aus einer Gleichspannung eine
Wechselspannung. Einziger Unterschied ist, dass beim Umrichter vor der
Gleichspannung ein Gleichrichter sitzt, der aus einer AC Spannung eine
DC Spannung macht.
Entsprechend behaupte ist, dass ein Umrichter ausgangsseitig ein
Wechselrichter ist. Topologisch sind die identisch. Ist derselbe
Dreiphasenwechselrichter.
Dass man hier ausdrücklich betont, dass es kein Wechselrichter, sondern
ein Umrichter ist, ist für die Fragestellung des TE unwichtig.
Gruß,
Harald W. schrieb:> Ist das ein Inverter, der durch einen µP gesteuert wird?
Wahrscheinlich wird es ein Mikroprozessor sein, der das steuert. Aber
das ist alles im Schaltschrank verbaut. Ich kann zwischen Drehzahl- und
Drehmomentenregler auswählen - also direkt auf den Stromregler gehen und
es ist noch ein Drehzahlregler integriert, der den Stromregler steuert.
Ich kann auch ein Vorsteuermoment in den Regelkreis einprägen, damit
z.B. die Regelabweichung des PI-Reglers nicht so groß ist. Ich denke,
dass das alles über einen Mikroprozessor gesteuert wird, weil ich die
Werte nicht über ein analoges Poti oder ähnlich vorgebe.
Alex -. schrieb:> Dass man hier ausdrücklich betont, dass es kein Wechselrichter, sondern> ein Umrichter ist, ist für die Fragestellung des TE unwichtig.
Wir haben englisch sprechende Mitarbeiter, die sprechen nur von Inverter
von den Modulen. Unterscheidet man im angelsächsichen Raum auch zwischen
Wechselrichter, Frequenzumrichter etc.?
Mich interessiert auch nochmal explizit, warum man die Spannung nicht
über einen künstlichen Sternpunkt bei einem Frequenzumrichter sieht. Die
Spannung im Sternpunkt müsste normalerweise Null sein, wenn das Netz
symmetrisch belastet ist. Ich wäre jetzt davon ausgegangen, dass die
PWM-Signale auch hinreichend symmetrisch sind, so dass im Sternpunkt das
Potential aufgehoben wird. Oder ist dies nicht der Fall?
Klaus schrieb:> Unterscheidet man im angelsächsichen Raum auch zwischen> Wechselrichter, Frequenzumrichter etc.?
Deswegen doch. Im Titel schreibt der TE von einem 'Inverter', was im
englischen Sprachraum nun mal einen Wechselrichter bezeichnet.
Frequenzumrichter für Motoren werden dort i.A. als VFD (Variable
Frequency Drive) bezeichnet.
Wenn der TE also von einem Inverter spricht, dann ist im deutschen
Sprachraum entweder eine Schaltung gemeint, die ein Eingangssignal
invertiert, oder 'aufgeschnappt' aus dem Englischen ein Wechselrichter.
Kein Mensch bezeichnet einen Frequenzumrichter als Inverter, höchstens
ein paar Spassvögel bei Alibaba.
Klaus schrieb:> Ich wäre jetzt davon ausgegangen, dass die> PWM-Signale auch hinreichend symmetrisch sind, so dass im Sternpunkt das> Potential aufgehoben wird. Oder ist dies nicht der Fall?
Das weisst du eben nicht. Du kannst also schon so messen, musst aber
damit rechnen, daß Unsinn rauskommt, weil der künstliche Sternpunkt eben
keine gerade Linie bildet.
Matthias S. schrieb:> Das weisst du eben nicht. Du kannst also schon so messen, musst aber> damit rechnen, daß Unsinn rauskommt, weil der künstliche Sternpunkt eben> keine gerade Linie bildet.
Und was macht dann das Yokogawa-Leistungsmessgerät? Misst es dann auch
Mist?
Klaus schrieb:> Und was macht dann das Yokogawa-Leistungsmessgerät? Misst es dann auch> Mist?
Woher soll ich das wissen? Yokogawa ist schon ne gute Firma, aber auch
die können nicht ahnen, was ihre Kunden alles mit dem Apparat anstellen.
Ob es für Frequenzumrichterbetrieb geeignet ist, sollte im Manual
stehen.
Leistungsmessung im klassischen Stil würde ja die Motorleistung an der
Welle und die Stromaufnahme erfassen. Dann kannste abschätzen, ob
Yokogawa richtig anzeigt. Wenn es das tut, 'ran mit deiner eigenen
Apparatur.
