um ein paar leistungsstarke Nebelmaschinen (1400W) an einem nicht allzugroßen Inverter-Stromerzeuger (1800W Dauerleistung) betreiben zu können würde ich gerne die Heizleistung verringern. Die verringerte Heizleistung ist kein Problem, da sich nur die Aufheizzeit etwas verlängert.
Um das zu erreichen fallen mir spontan Phasenanschnitt/abschnitt, Wellenpaketsteuerung oder PWM ein.
Wellenpaketsteuerung fällt aus, da hier die Peak-Last innerhalb einer Halbwelle mitunter genau so hoch ist wie ohne, das würde vermutlich den Inverter überlasten. Phasenanschnitt/abschnitt schneidet zwar die Peaklast ab aber führt zu hohen dI/dt, was mir wiederum wahrscheinlich viele Störungen auf die Leitung bringt; eventuell findet das der Inverter auch nicht so toll. Bliebe noch PWM.
Ich würde das Heizelement mit einem spannungsfesten Mosfet und einem PWM-Signal im kHz-Bereich (50..100kHz?) einfach in der Leistung regulieren. Um die Stromaufnahme zu glätten würde ich ein LC-Filter davorschalten, welches dank der hohen Schaltfrequenz ausreichend klein dimensioniert werden kann. Bei einer Simulation in CircuitJS, die ich mal gemacht hatte, (finde die leider gerade nicht mehr) ist mir aber aufgefallen, dass das LC-Filter bei Laständerungen bzw. Änderung des Tastverhältnisses selbst anfängt, zu schwingen und dadurch wieder die Stromaufnahme vom Inverter nicht glatt ist.
Bekomme ich das Problem mit einem entsprechend dimensionierten Snubber als Dämpfungsglied gelöst oder ist das eher eine Sackgasse? Wenns möglich ist: Kennt jemand ein paar gute Papers, die sich mit der Dimensionierung/Topologie von Snubbern für genau diesen Zweck beschäftigen?
Ich würde das Heizelement mit einem spannungsfesten Mosfet und einem
PWM-Signal im kHz-Bereich (50..100kHz?) einfach in der Leistung
regulieren
Da am Generator, sind Vorschriften des Stromnetzes egal.
Du wirst dich allerdings wundern, wie oft dir deine Elektronik um die Ohren fliegt. 100kHz an 1400W bei 230V(325)V sind kein Kinderspiel. Spendiere wenigstens eine Spule und einen Snubber am MOSFET (oder sowieso in einer Gleichrichterbrücke sitzen müsste), baue also im Prinzip einen Sinusdimmer.
Ich würde mal mit 5kHz starten, auch wenn es pfeift.
Wieviel sind "ein paar"?
Ich würde Wellenpacketsteuerung und Round Robin machen.
Ja so 5stk. vielleicht. Wenn der Inverter mit der Spitzenlast klarkommt (da hängen halt auch noch andere Geräte dran) wäre das wohl eine einfache Variante aber mit dem Nachteil, dass dann alle Maschinen miteinander synchronisiert werden müssen, was wieder mehr Verkabelungsaufwand bedeutet, den ich gerne vermeiden würde.
Bei einem "Heizelement"?-O
0,5-2Hz wären da ja schon "viel".
Dem Heizelement ist die Frequenz natürlich herzlich egal aber es geht darum, den enormen Stromripple durch die PWM zu glätten. Damit die hierfür benötigte Drossel nicht gigantisch groß wird brauchts eben eine halbwegs hohe PWM-Frequenz.
Wenn du Pech hast, sind die Heizelemente selbstregelnde PTC Keramikheizer, die dann halt niederohmiger werden und in der Einschaltzeit entsprechend mehr Strom ziehen.
Hilft nur ein Versuch. Nur wenn es aus "unerfindlichen" Gründen nicht klappt, ist es gut zu wissen, warum es nicht klappt ;-)
Danke für die Ratschläge aber die schießen über den eigentlichen Punkt hinaus. Ich möchte schon das vorhandene Heizelement (btw keine PTC-Heizung) in der Maschine steuern. Keinen potenteren Generator kaufen und die Nebelmaschinen nicht auf Gasbetrieb umbauen (wäre sicher ein spannendes Projekt, but not for now).
Hauptaspekt: Wie bekomme ich die PWM-Ansteuerung des Heizelements gegenüber der Netzspannung gefiltert, so dass sich das Filterglied bei Lastwechseln nicht selbst aufschwingt und auch selbst keine exorbitante Verlustleistung durch die Dämpfung erzeugt?
Es gibt doch Sinusfilter (und Netzfilter) für Frequenzumrichter. Vielleicht bekommst du da was gebraucht und musst es nicht selber bauen.
Ein Frequenzumrichter könnte auch gleich die Spannungszerhackung mit übernehmen. 3 Nebelmaschinen-Heizungen im Dreieck an den Ausgang des FU. Können dann nur alle gleichzeitig heizen, aber normalerweise wird auch nur gleichzeitig genebelt.
Es gibt doch Sinusfilter (und Netzfilter) für Frequenzumrichter.
Vielleicht bekommst du da was gebraucht und musst es nicht selber bauen.
Ein Frequenzumrichter könnte auch gleich die Spannungszerhackung mit
übernehmen. 3 Nebelmaschinen-Heizungen im Dreieck an den Ausgang des FU.
Können dann nur alle gleichzeitig heizen, aber normalerweise wird auch
nur gleichzeitig genebelt.
Der Filter muss schon an die Schaltfrequenz angepasst sein sonst arbeitet er nicht optimal.
Und nein, ich möchte keine 3 Nebelmaschinen über einen FU betreiben und separat verkabeln 😀 Da kann ich auch gleich einen Stelltrafo nehmen. Zudem sind die Heizelemente in Nebelmaschinen unabhängig von der Nebelfunktion.
PWM: heißt das nicht daß während der kurzen Einschaltzeiten trotzdem der volle Strom durch die Heizung fließt? Dann müßte man die Schaltzeiten der PWMs in den Nebelmaschinen doch synchronisieren sonst kann das zu extremen Spitzen führen. Bei einem einfachen Generator würde das durch die Massenträgheit des Rotors geglättet aber der Inverter wird das nicht mögen/können.
Da wäre eine einfache synchronisierte Paketsteuerung vorzuziehen: Schalten im Nulldurchgang und keinerlei Störungen.
Jeweils eine Diode vor das Heizelement in der Maschine und dann die Maschinen so stecken, dass die positive Halbwelle Maschine 1 heizt und die negative Halbwelle die Maschine 2.
Nur weil er 1,8kW Dauerlast hat, heißt das nicht, dass er nennenswert mehr kann. Vielleicht brennt er nicht ab, wenn er mal kurz den Anlaufstrom eines (A)synchronmotors aushalten muss, aber auf mehr würde ich micht nicht verlassen.
Damit Du die 5 Stück parallel betreiben kannst, müsstest du sie auf 360W drosseln. Ich bezweifle massiv, dass die Nebelmaschine mit nur 360W überhaupt noch sinnvoll verwendet werden kann. Das ist die Hälfte der Leistungsklasse der Contrad Eigenmarke (McCrypt).
Die längere Aufheizzeit ist auch weniger das Problem; sondern die lange Nachheizzeit.
Inverter NEAs reagieren extrem empfindlich auf Überlast weil da keine zusätzliche Energie aus der rotierenden Maschine zur Verfügung steht; der Engpaß sind die Halbleiter und der Zwischenkreiskondensator. Einen "Scheppach" habe ich auf ähnliche Weise gehimmelt....
Für 27€ bekommt man einen 500W Vorschalttrafo auf 110V.
Mit dem würde ich probieren, wie dann die Heizleistung ist.
https://www.ebay.de/itm/406067401442
Jeweils eine Diode vor das Heizelement in der Maschine und dann die
Maschinen so stecken, dass die positive Halbwelle Maschine 1 heizt und
die negative Halbwelle die Maschine 2.
Da haben wir dann auch nur wieder eine (halb-)Wellenpaketsteuerung. Beschränkt die Anzahl der Maschinen auf 2stk. und man braucht einen Mechanismus zur Feststellung der Polarität.
Damit Du die 5 Stück parallel betreiben kannst, müsstest du sie auf 360W
drosseln. Ich bezweifle massiv, dass die Nebelmaschine mit nur 360W
überhaupt noch sinnvoll verwendet werden kann.
5 Sind vielleicht etwas hoch angesetzt, wenn es nicht praxisgerecht funktioniert werden eben weniger eingesetzt. Aber wie du schon richtig erkannt hast sind hauptsächlich halt die Nachheizzeiten erhöht und bei der späteren Verwendung kommt es eher darauf an, dass alle Maschinen nach der Nachheizzeit gleichzeitig abfeuerbereit sind. Es ist bei kurzen Nebelstößen auch noch einiges an Restenergie im Heizblock, die dann gemütlich nachgeliefert werden kann.
Inverter NEAs reagieren extrem empfindlich auf Überlast weil da keine
zusätzliche Energie aus der rotierenden Maschine zur Verfügung steht;
der Engpaß sind die Halbleiter und der Zwischenkreiskondensator. Einen
"Scheppach" habe ich auf ähnliche Weise gehimmelt....
Es geht ja hier glücklicherweise gerade darum mit einer geglätteten PWM am Heizelement, genau solche Leistungsspitzen zu verhindern. Aber interessante Erkenntnis; sollten die Inverter nicht bei Überlast entsprechend abschalten anstatt kaputt zu gehen?
Nochmal als Hinweis: Ist sicher nett gemeint mit den Alternativvorschlägen aber es soll hier hier im Kern wirklich darum gehen, wie man einen geeigneten Eingangsfilter für eine PWM-Steuerung des Heizelements auslegt/dimensioniert.
Vorschalttrafo, Einweggleichrichtung, FU vor der Nebelmaschine, generell Maßnahmen, die erfordern, dass man die Maschinen untereinander irgendwie verbindet oder synchronisiert oder externe Geräte anschließt, sind nicht das Ziel. Es soll wirklich pro Maschine die Leistung im Heizelement stufenlos abgesenkt werden können.
Vorschalttrafo, Einweggleichrichtung, FU vor der Nebelmaschine, generell
Maßnahmen, die erfordern, dass man die Maschinen untereinander irgendwie
verbindet oder synchronisiert oder externe Geräte anschließt, sind nicht
das Ziel. Es soll wirklich pro Maschine die Leistung im Heizelement
stufenlos abgesenkt werden können.
der hier oft genannte Sinusdimmer ist nicht dazu da am Eingang eine Last sinusförmig aus dem Netz zu ziehen, also wie eine rein resistive Last - er dient dazu am Ausgang eine sinusförmige Spannung bereitzustellen
der hier oft genannte Sinusdimmer ist nicht dazu da am Eingang eine Last
sinusförmig aus dem Netz zu ziehen, also wie eine rein resistive Last -
er dient dazu am Ausgang eine sinusförmige Spannung bereitzustellen
Das ganze ähnelt doch sehr den immer wieder gefragten Schaltungen zur stufenlosen Laststeuerung von Heizstäben für PV Strom Verwertung. Da habe ich hier bisher keine wirklich verwertbaren Vorschläge gesehen obwohl es das fertig zu kaufen gibt: Fronius Ohmpilot. Der arbeitet auch mit PWM und produziert keine Störungen im Netz.
der hier oft genannte Sinusdimmer ist nicht dazu da am Eingang eine Last
sinusförmig aus dem Netz zu ziehen, also wie eine rein resistive Last -
er dient dazu am Ausgang eine sinusförmige Spannung bereitzustellen
stimmt schon, aber auch der Sinusdimmer braucht eine entsprechende Eingangsfilterung damit das Netz keinen PWM-förmigen Stromfluss sieht. Das was ich vorhabe wäre quasi ein Sinusdimmer, der anstelle eines Ausgangsfilters einfach das Heizelement speißt.
Das ist (D)eine ganz tolle Idee, deren praktische Machbarkeit ich
bezweifele. Wie groß und teuer dürfen denn die Filterspulen werden?
Das gilt es jetzt wohl nochmal zu erörtern, ich werde nochmal ein bisschen rechnen, bzw. eine Simulation erstellen und mit den Werten experimentieren.
Evtl. kommt man aber auch einfacher zum Ergebnis wenn man den Weg über eine aktive PFC geht und das Heizelement aus dem Zwischenkreiskondensator per PWM versorgt.
Normale Heizwiderstände funktionieren auch mit Gleichstrom. Dafür würde ein einfaches Netzteil von der Stange reichen. Die vorhandene Regelung müsste das Netzteil über den Enable Eingang steuern.
Normale Heizwiderstände funktionieren auch mit Gleichstrom. Dafür würde
ein einfaches Netzteil von der Stange reichen. Die vorhandene Regelung
müsste das Netzteil über den Enable Eingang steuern.
Hier wurde in der Vergangenheit immer wieder darauf hingewiesen daß DC zwar "funktioniert" aber den Heizstab letztlich zerstört, warum auch immer.
Hier wurde in der Vergangenheit immer wieder darauf hingewiesen daß DC
zwar "funktioniert" aber den Heizstab letztlich zerstört, warum auch
immer.
Wenn der Heizstab in Wasser steckt das Chloridionen (Salze) enthält und nicht vom Wasser isoliert ist.
Hier geht es um Nebelmaschinen. Der zu vernebelnde Stoff ist eher nichtleitend und enthält afaik keine agressive Ionen in wässriger Lösung
