Knick in Strom einer Induktivität

[Dirk F. (dirkf)]

Hallo,
meine Schaltung:
Das AC Netz wird über einen Brückengleichrichter gleichgerichtet (ohne 
Glättungs-Elko).
Diese pulsierende Gleichspannung wird über ein IGBT IXYH55N120A4 auf 
einen Elektromagneten
geschaltet. Der IGBT wird so angesteuert, dass er nur jede zweite 
Halbwelle durchlässt.
Der Magnet hat eine Freilaufdiode APT30DQ120BG.

In der Datei 1ms  ist das noch deutlicher zu sehen.  Zeitraster 1 ms.

Frage: Warum bricht der Magnetstrom an den im Bild markierten Stellen 
ein ?
Ist das die Recovery time der Freilaufdiode ?

[Lu (oszi45)]

Wo sitzt die Diode? Die Leitung hat auch eine Induktivität. Zum Test 
würde ich mal 2 Dioden benutzen. Eine an der Induktivität und eine dort, 
wo Du gemessen hast. Eine Freilaufdiode muß die Leistung der 
Induktivität verktraften.

[Benjamin K. (bentschie)]

Hallo,

wie misst du das? Also mit welcher Strommesstechnik.
Ich behaupte einfach mal, das der Knick gar nicht real im Strom da ist, 
sondern nur als Störung eingekoppelt wird. Das ist ja die Stelle der 
Kommmutierung. Da hat es typischerweise recht steile dU/dt. Das koppelt 
häufig über.

Genaueres kann nur dein Aufbau verraten.

[Dirk F. (dirkf)]

Benjamin K. schrieb:
> wie misst du das? Also mit welcher Strommesstechnik.

100 Milliohm Shunt bei ca.  3 A an Tastkopf 10:1 (Isolierte Eingänge).

[Dirk F. (dirkf)]

Lu schrieb:
> Wo sitzt die Diode?

Schaltgerät mit allen Bauteilen, auch Freilaufdiode
--->  Kabel 1 m Länge
--->  Shunt
--->  Kabel 1 m Länge
--->  Magnet

[Michael B. (laberkopp)]

Dirk F. schrieb:
> Warum bricht der Magnetstrom an den im Bild markierten Stellen ein ?

Diese Stellen scheinen genau dort aufzutreten, wo die Halbwelle beginnt 
und kleiner dort wo sie aufhort.

Es könnte ein Artefakt der Gleichrichtdioden sein.

Messfehler wegen Transiente auf Masseleitung oder so.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Dirk F. schrieb:
> Frage: Warum bricht der Magnetstrom an den im Bild markierten Stellen
> ein ?
Ich tippe auf Messfehler.

Dirk F. schrieb:
> Benjamin K. schrieb:
>> wie misst du das? Also mit welcher Strommesstechnik.
> 100 Milliohm Shunt bei ca.  3 A an Tastkopf 10:1 (Isolierte Eingänge).
Um Messfehler auszugrenzen: schließe mal beide Tastkopfeingänge (bzw. 
Tastspitze auf Tastkopf-Masseklemme) auf der selben Seite (nennen wir 
sie A) des Shunts an. Dann solltest du ja eine durchgehend gerade Linie 
sehen. Was siehst du aber tatsächlich? Und dann wiederhole das Ganze auf 
der anderen Seite B des Shunts.

[Stephan (stephan_h623)]

Irgendwas koppelt da ein. Evtl. auch mal die 2. Probe für die 
Spannungsmessung am Oszi abstöpseln.

Warum eigentlich erst Brückengleichrichter und dann jede 2. Halbwelle 
durchlassen?

[Dirk F. (dirkf)]

Stephan schrieb:
> Irgendwas koppelt da ein. Evtl. auch mal die 2. Probe für die
> Spannungsmessung am Oszi abstöpseln.

Ist ein recht teures gutes Messgerät  Fluke Scopemeter 196.
Glaube nicht, dass ein Kanal einen anderen im Gerät so stark stört.
Alle 4 Kanäle sind galvanisch isoliert voneinander, also auch keine 
gemeinsame Masse.


> Warum eigentlich erst Brückengleichrichter und dann jede 2. Halbwelle
> durchlassen?

Um die Wärmeerzeugung nach 2 Sekunden in der Spule zu reduzieren.

[H. H. (Gast)]

Dirk F. schrieb:
> Ist ein recht teures gutes Messgerät  Fluke Scopemeter 196.

Das schützt nicht vor Mistmessung.

Zeig doch mal deinen Messaufbau.

[Dirk F. (dirkf)]

H. H. schrieb:
> Zeig doch mal deinen Messaufbau.

Den willst Du nicht sehen.  Einzelader frei Luft vom Steuergerät über 
den Shunt zum Magneten verlegt......

[H. H. (Gast)]

Dirk F. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Zeig doch mal deinen Messaufbau.
>
> Den willst Du nicht sehen.  Einzelader frei Luft vom Steuergerät über
> den Shunt zum Magneten verlegt......

Und schon hast du die Erklärung für die Spikes...

[S. K. (hauspapa)]

Der Einbruch passt auch ganz gut zur Reverse Recovery Charge in 
Datenblatt.

Jede 2. Halbwelle mag der Energieversorger nicht so gerne.
Wesentlich besser währe (bei Vollbrückengleichrichtung)
2x ein, 2xaus
1xein, 2xaus.
oder
2xein, 1xaus.

Damit auf der Netzseite positive und negative Halbwelle gleich belastet 
sind. (nennt sich Gleichanteilsfrei)

viel Erfolg
hauspapa

[H. H. (Gast)]

S. K. schrieb:
> Gleichanteilsfrei

ACK!

[Dirk F. (dirkf)]

Lothar M. schrieb:
> Um Messfehler auszugrenzen: schließe mal beide Tastkopfeingänge (bzw.
> Tastspitze auf Tastkopf-Masseklemme) auf der selben Seite (nennen wir
> sie A) des Shunts an.
> Dann solltest du ja eine durchgehend gerade Linie sehen.

Habe ich gemacht.
Also das hätte ich jetzt nicht gedacht.
Ergebnis siehe Bild.

Also Messfehler.

[Udo S. (urschmitt)]

Dirk F. schrieb:
> Also das hätte ich jetzt nicht gedacht.
> Ergebnis siehe Bild.
>
> Also Messfehler.

Danke für die Rückmeldung.

[Dirk F. (dirkf)]

S. K. schrieb:
> Jede 2. Halbwelle mag der Energieversorger nicht so gerne.

Ja wir später auch so umgesetzt.
Oder bei zwei oder mehr Geräten am selben Netz bei jedem zweiten Gerät 
AC Seite vertauschen.

[Dirk F. (dirkf)]

Stephan schrieb:
> Irgendwas koppelt da ein. Evtl. auch mal die 2. Probe für die
> Spannungsmessung am Oszi abstöpseln.

Gemacht. Keinen Einfluss auf die Strommesslinie.

[Yalu X. (yalu) (Moderator)]

Dirk F. schrieb:
> Also Messfehler.

Ja, das wird es wohl gewesen sein.

Wären diese sehr schnellen Stromänderungen real gewesen, wären sie bei
der Induktivität des Elektromagneten von größenordnungsmäßig 1 H mit
Spannungsspitzen von mehreren kV einhergegangen. Diese hätte man auf
Kanal C sicher deutlich gesehen (oder sie hätten das Oszi geschrottet).

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Dirk F. schrieb:
> Also das hätte ich jetzt nicht gedacht.
Ich hätte glatt drauf gewettet. Das kommt aber immer gleich so arrogant 
rüber...   ;-)

> Also Messfehler.
Man muss diese "Nullmessung" selber mal gemacht haben, um beim nächsten 
Mal solche Artefakte schneller erkennen zu können.

Änhliches gilt auch bei der Spannungsmesseung mit dem Oszilloskop: wen 
da irgendwelche Zacken auf dem Signal sind einfach mal die 
Tastkopfspitze an die Masse(-klemme) halten.

[Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)]

> Der IGBT wird so angesteuert, dass er nur jede zweite
> Halbwelle durchlässt.
Wozu der Aufwand? Das kann 'ne einfache dicke Diode von ganz alleine und 
wenn nötig, kann man diese beim Anziehen des Magneten für zwei Sekunden 
überbrücken.

[Dirk F. (dirkf)]

Ben B. schrieb:
> für zwei Sekunden  überbrücken.

Womit ? IGBT oder MOSFET. Mache ich doch....
Relaiskontakt:  Verscheiß

[Karl B. (gustav)]

Dirk F. schrieb:
> Verscheiß

Ja eingebautes Klo im Relais. GGG
Ben B. schrieb:
>> Der IGBT wird so angesteuert, dass er nur jede zweite
>> Halbwelle durchlässt.
Bestimmte Ansteuer-ICs schaffen das:
Wozu das Rad neu erfinden?

ciao
gustav

[Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)]

>> [einfache Diode]
>> für zwei Sekunden überbrücken.
> Womit ? IGBT oder MOSFET.
Ich würde einen Triac nehmen, aber was Du da am besten findest, bleibt 
Dir überlassen. Zweites Schaltglied zum Abschalten brauchst Du sowieso 
(wenn Abschaltung nötig und nicht extern), ich halte es nur für viel 
Aufwand, dafür einen Transistor zu verwenden und das Ganze netzsynchron 
zu betreiben.

[Rainer W. (rawi)]

Lu schrieb:
> Eine Freilaufdiode muß die Leistung der Induktivität verktraften.

Was ist "die Leistung der Induktivität"?

Eine Freilaufdiode muss genau den beim Abschalten durch die Induktivität 
fließenden Strom verkraften und dies auch nur mit einem kleinen 
Tastverhältnis.

[Alfred B. (alfred_b979)]

S. K. schrieb:
> Jede 2. Halbwelle mag der Energieversorger nicht so gerne.
> Wesentlich besser währe (bei Vollbrückengleichrichtung)
> 2x ein, 2xaus
> 1xein, 2xaus.
> oder
> 2xein, 1xaus.
>
> Damit auf der Netzseite positive und negative Halbwelle gleich belastet
> sind. (nennt sich Gleichanteilsfrei)

Völlig richtig. BTW:

Führt allerdings im 2. und 3. Fall an gleicher Spannung zu
anderen (im letzten Fall höheren) Stromwerten.

[Esmu P. (Firma: privat) (max707)]

Dirk F. schrieb:
> Hallo,
Hallo, per Definition einer Induktivität kann es keinen Knick im Strom 
geben.

Daher Mist gemessen gemäß dem bekannten Spruch.

[Alfred B. (alfred_b979)]

Esmu P. schrieb:
> per Definition einer Induktivität kann es
> keinen Knick im Strom geben.

Das ist so bestimmt nicht nur zu theoretisiert, sondern ganz falsch. 
Zeige mal diese Definition.

"Knicke" im Stromverlauf von Ls entstehen nämlich
immer dann, wenn sich die anliegenden Potentiale
ein- und/oder beidseitig entsprechend ändern.

(Ändern sie sich schnell und in entspr. Ausmaß,
können diese Knicke auch ziemlich steil sein...
Nur halt nicht unendlich steil, das ist klar.)

So funktionieren z.B. auch Schaltwandler, und da
nennt man die Summe dieser Knicke "Strom-Ripple".

Hast Du noch nie ein DaBla/eine AppNote so eines
Schaltregler-ICs angesehen ... ?

[Stephan (stephan_h623)]

Esmu P. schrieb:
> Hallo, per Definition einer Induktivität kann es keinen Knick im Strom
> geben.

Knicke (1. Ableitung des Stromes) gibt's wie Alfred schon geschrieben 
hat immer sobald die Spannung über der Induktivität springt. Wenn mans 
jetzt akademisch nimmt ... kann die Spannung wegen mindestens 
vorhandener parasitärer Kapazitäten nicht springen. Also gibt es auch 
keine echten Knicke.
Aber akademisch. Praktisch wird man eine deutliche Änderung der 
Stromänderungsgeschwindigkeit innerhalb von <1ns wohl als Knick ansehen 
...

Bei der gemütlichen Stromänderung an Netzspannung müsste der Knick hier, 
der ja fast schon wie ein Sprung aussieht, aber einen Spannungssprung 
von mehreren kV erfordern. Und nach dem Spike fließt fast genau wieder 
der ursprüngliche Strom, ohne Schwingung.
Damit kanns dann nur ein Messfehler sein.

[Esmu P. (Firma: privat) (max707)]

Stephan schrieb:
> Esmu P. schrieb:
>> Hallo, per Definition einer Induktivität kann es keinen Knick im Strom
>> geben.
>

> Knicke (1. Ableitung des Stromes) gibt's wie Alfred schon geschrieben
> hat immer sobald die Spannung über der Induktivität springt. Wenn mans
> jetzt akademisch nimmt ... kann die Spannung wegen mindestens
> vorhandener parasitärer Kapazitäten nicht springen. Also gibt es auch
> keine echten Knicke.
> Aber akademisch. Praktisch wird man eine deutliche Änderung der
> Stromänderungsgeschwindigkeit innerhalb von <1ns wohl als Knick ansehen
> ...
>

> Bei der gemütlichen Stromänderung an Netzspannung müsste der Knick hier,
> der ja fast schon wie ein Sprung aussieht, aber einen Spannungssprung
> von mehreren kV erfordern. Und nach dem Spike fließt fast genau wieder
> der ursprüngliche Strom, ohne Schwingung.
> Damit kanns dann nur ein Messfehler sein.

Sehr gut beschrieben. :-)

[Joachim B. (jar)]

Esmu P. schrieb:
> Hallo, per Definition einer Induktivität kann es keinen Knick im Strom
> geben.

und wie schauts aus wenn der Kern in die Sättigung kommt und die
Induktivität praktisch sofort einbricht?