firestarter
01.02.2008, 16:00 |
Prinzipien der Leistungssteuerung (Wechselstrom) (Elektronik) |
Hallo liebe Gemeinde,
ich hab hier schon ab und an reingeschaut und nun hab ich selber mal ein Anliegen.
Ich stell erstmal was vorweg
- hab geringe Elektrokenntnisse
- mittlere in Elektotechnik (hier eher nen bissl Digitalelektronik)
...wobei immer die Frage ist, was ist gering/mittel etc
Drum vergebt mir,
falls ich hier "dumme" Fragen stelle bzw. nicht den richtigen Syntax treff.
Nun zu meinem Anliegen,
Ich bin auf der Suche nach einer Leistungssteuerung im Wechselstrombereich.
Welche Möglichkeiten gibts da?
- Klar, ein Widerstand davor...aber soviel Verluste möcht ich nun auch nicht verbraten
- Thyristor oder so? Glaub, das funktioniert aber über Phasenschnitt (heisst doch so, oder?...na ich würd sagen durch wechselnde Flanken^^)
- Transistoren mosfet,IGBTs?
hab da bei einigen gelesen, dass die halt nur schalten und nicht so betrieben werden sollten?!
- was noch?
Zum Projekt,
ich habe einen rein ohm'chen Verbraucher (Heizwedel)
Dieser hat 5KW-Anschlussleistung @50Hz @220/240V
In diesem soll überschussleistung eingespeist werden...können mal 500W oder auch 4,5KW sein. Wieviel soll eine Elektronik steuern.
Es soll halt immer nur der Überschuss rein...am gleichen Netz hängt aber auch noch der Hausanschluss...von dort soll nicht zusätzlich was bezogen werden.
Wie würde man am Besten so etwas umsetzen?
Freue mich auf Eure Vorschläge.
Vielen Lieben Dank |
Thomas Z
01.02.2008, 18:10
@ firestarter
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Prinzipien der Leistungssteuerung (Wechselstrom) |
» Zum Projekt,
» ich habe einen rein ohm'chen Verbraucher (Heizwedel)
» Dieser hat 5KW-Anschlussleistung @50Hz @220/240V
da kannst jeden beliebigen Dimmer nehmen zumindest die Schaltung (egal ob Anschnitt oder Abschnitt ) und den Triac auch deine benötigte Leistung auslegen
» In diesem soll überschussleistung eingespeist werden...können mal 500W
» oder auch 4,5KW sein. Wieviel soll eine Elektronik steuern.
woher kommt der Überschuss???
» Es soll halt immer nur der Überschuss rein...am gleichen Netz hängt aber
» auch noch der Hausanschluss...von dort soll nicht zusätzlich was bezogen
» werden.
Damit deine Quelle was immer das ist liefern kann muss die Spannug geringfügig höher sein als die Netzspannung. Den Elektronen zu verbieten dass keinen Elektronen aus dem Hausnetz in dein Heizgerät wandern geht nicht also musst du von deiner unbekannten quelle zuerst den Überschuss vernichten und dann erst ins Haus einspeisen
das ganze bedarf aber genaueren Erklärungen was das ist und werden soll |
firestarter
01.02.2008, 18:59
@ Thomas Z
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Prinzipien der Leistungssteuerung (Wechselstrom) |
Hallo,
erstmal Vielen Dank für die Erste Antwort.
...und auch für die einfach gehaltenen Worte 
also nochmal zum Projekt
es handelt sich um einen Generator, der Netzparallel Strom erzeugt. Nun ist es ja bescheuert, wenn ich einen festen Wert erzeuge (sagen wir mal 5kw), aber z.B. nur 3kw selber benötige und ich den Rest sinnlos verballern muss, da eine Einspeisung mit allem drum und dran nicht lohnt.
Deshalb kam mir die Idee, mit dem Überschuss an Strom einfach einen Boiler zu unterstützen. Und da der Eigenstromverbrauch 4,5kw oder auch nur 500W bzw jeden x-beliebigen Wert annehmen kann, dachte ich mir, eine Variable Steuerung wäre hier angebracht....halt genau soviel wie Überschuss ab in den Heizstab.
Dann mal gleich zur Phasenan/abschnittsteuerung, bzw ob das hier sinnvoll ist (scheint ja ein klassiker der Leistungssteuerung zu sein). In meinen eigenen Worten funktioniert es ja so, dass ich durch ein Puls-Pause-Verhältnis (ich wähl den begriff mal schon jetzt) nur einen Teil der Zeit (Schwingungsperiode) den Verbraucher an und ausschalte und somit gemittelt verschiedene Leistungsaufnahmen generiere.
Wie würde es sich nun hier verhalten? (<-das ist so ein bedenken)
Praktisch sieht es doch so aus, dass ich für einen Teil der Periode 5kw zieh und den anderen Teil halt 0kw, seh ich das richtig? Ich häng ja auch noch am öffentlichen Netz. Besteht da nicht die Gefahr, dass ich im Moment des 5kw Bedarfs zusätzlich Strom aus dem öffentlichen benötige und im anderen Teil der Phase halt wieder überschuss habe?
oder reichen die Leitungskapazitäten, bzw. Trägheit des Zählers schon aus, dass dies nicht passiert.
Falls nein, wäre da nicht ein anders Schalten denkbar (höhere Schaltfrequenz)?
Gibt es nicht evt andere Leistungssteuerungen die sich hier anbieten würden?
Vielen Dank nochmals |
Elko_Scotty

01.02.2008, 19:49
@ firestarter
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Prinzipien der Leistungssteuerung (Wechselstrom) |
Hallo,
wenn das nur 1 Phase ist dürfte die 0-5kW das kleinere Übel sein. (Schwingungspaket)
Aber wie willst du feststellen ob du Überschuss hast?
Das ist ein komplexe Steuerung (Regelung)
Die wird nicht so einfach...
MfG
Scotty -- Nur wer nichts macht, macht keine Fehler
wer keine Fehler macht, wird befördert. |
Thomas Z
01.02.2008, 20:48
@ Elko_Scotty
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Prinzipien der Leistungssteuerung (Wechselstrom) |
das wird gar einfach nicht gehen
phasenabschnitt oder anschnitt geht schon (siehe dir mal den Spannungsverlauf an und die Fläche vom Restsinus ist die Leistung)
aber dein Wechselrichter liefert z.B 5kW und damit er was liefern kann braucht er wegen der Netzfreischalteinheit ständig die Spannung vom hausnetz und prüft zusätzlich die Impedanz - passen die Werte nicht schaltet er sich aus
du musst daher aus der Elektronik die momentan erzeugte Leistung bekommen und damit, mit einem Sicherheitsaufschlag deinen Dimmer steuern. Alle Marken WR haben eine Softwareschnittstelle zum auslesen der Daten. Dort wirst du aber einen kleinen µC brauchen der dir ein Signal für den Dimmer generiert
Alternativ dazu kannst du in die Hauszuleitung einen Zähler schalten. Solange nichts von Aussen bezogen wird kannst du die Heizung aufdrehen eben so lange bis von aussen Energiebezug Eintritt. Nimmst du einen Hutschinen Wirkstromzähler (klar mit den Wandlern dazu) kann fast jedes Modell Impulse ausgeben. Die Impulse sagen dir dann ob von aussen schon Leistung bezogen wird. Das könnte auch ohne µC gehen aus den Impulsen über eine Sample und Hold Stufe ein Steuersignal für den Dimmer zu erzeugen. Ist halt immer ein wenig hinten die Art der regelung |
fire
01.02.2008, 20:56
@ Elko_Scotty
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Prinzipien der Leistungssteuerung (Wechselstrom) |
» Hallo,
» wenn das nur 1 Phase ist dürfte die 0-5kW das kleinere Übel sein.
» (Schwingungspaket)
» Aber wie willst du feststellen ob du Überschuss hast?
» Das ist ein komplexe Steuerung (Regelung)
» Die wird nicht so einfach...
» MfG
» Scotty
Hallo,
Schwingungspaket??? ...glaub ich muss mich noch nen bissl belesen.
Hab aber dazu was interessantes gefunden,
eine anleitung unter rs-steiner.com...sogar 3 phasig oder auch 3-phasig als phasenanschnitt.
Bin ich wie gesagt Laie, so dass ich dort wohl noch lernen muss. Bissl Elektronik geht schon, aber wie sagte schon mein Prof: alles unter 1Mhz ist für mich nur zappelnder Gleichstrom...will sagen, mit Leistungselektronik und Wechselströmen hab ich wirklich nix am Hut....und bei der Elektronik weniger praktisch (darlingten und co..alles schon gehört, aber ausm Ärmel würd ich sowas auch nicht schütteln)
Die Überlast feststellen...nun ja, bisher wird die Überlast ja auch abgeführt...ich dacht mir (hab noch nicht weiter gesucht, aber da habt ihr bestimmt auch tolle Ideen) man könnt da evt einfach einen Stromzähler ranhängen mit einem analogen oder auch digitalen Ausgang aus dem ich dann mir die richtige Steuerspannung generiere...so als Idee halt?!?
Also läuft alles so grob aber in diese Richtung..schade, hätte gehofft, man kann einfach nen dicken Mosfet nehmen, an Gate ne Steuerspannung rauf und schon kann ich in alter bipolar-manier diverse Ströme einstellen.
*huch* man merkt wohl, dass mein Wissen sich in grenzen hält 
immer weiter mit den Info's
...ich freu mich sehr. |
fire
01.02.2008, 21:06
@ Thomas Z
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Prinzipien der Leistungssteuerung (Wechselstrom) |
@Thomas
da haben sich unsere Beiträge überschnitten
» das wird gar einfach nicht gehen
»
» phasenabschnitt oder anschnitt geht schon (siehe dir mal den
» Spannungsverlauf an und die Fläche vom Restsinus ist die Leistung)
»
vorweg,
der Striom kommt nicht aus einem Wechselrichter, sondern aus einem Asynchrongenerator. Das da ENS und co auch bei sein müssen ist klar...wie das genau aussieht...nun ja, hab ich auch noch zu tun.
zum Verständnis
die Fläche unter dem Restsinus ist Leistung...okay,
wie ist es nochmal mit der Frage von vorhin (da fehlt mir halt Kenntnis)...wenn ich viel Leistung im Heizstab stecken möchte (weil ich gemessen hab, das viel überschuss und entsprechend Steuerung)...haut mir das ggf. so viel Spitzenleistung (innerhalb einer Phase) das extern Strom zugeballert wird...oder zählt die Leistung nur innehalb einer Vollperiode, bzw. reichen Leitungskapazitäten/Trägheiten, dass der Hausanschluss sich nicht drhet? |
x y
01.02.2008, 22:08
@ fire
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Prinzipien der Leistungssteuerung (Wechselstrom) |
» der Striom kommt nicht aus einem Wechselrichter, sondern aus einem
» Asynchrongenerator.
Und den regelt man über den Magnetisierungsstrom, also mit Transduktor und Kondensatoren. |
Thomas Z
02.02.2008, 14:59
@ fire
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Prinzipien der Leistungssteuerung (Wechselstrom) |
» vorweg,
» der Striom kommt nicht aus einem Wechselrichter, sondern aus einem
» Asynchrongenerator. Das da ENS und co auch bei sein müssen ist klar...wie
» das genau aussieht...nun ja, hab ich auch noch zu tun.
»
Allerdings und nicht zu knapp, ob du eine ENS Einheit selber bauen kannst?? sicher darfst du nicht weil die notwendige CE Prüfung ist ja nicht zu verachten anderseits reichen 5kW locker um einen Monteur vom EVU der sich das Netz freischalten wollte zum grillen und da interessiert es den Staatsanwalt schon sehr
In der Praxis ist es dann so dass die Abschaltung durch das EVU nicht klappt weil du noch immer das Netzt bespannst. Die begeben sich auf die Suche wer und wo das ist und die Suche darfst du dann bezahlen. Die Schwierigkeiten die dann rechtlich kommen gibt es gratis
» zum Verständnis
Wenn deine Heizungsregelung (=Phasenanschnitt) richtig eingestellt ist kommt von aussen keine Leistung. Nachdem du einen Asyncrongenerator hast kannst du ja leicht eine Leistungsmessung einbauen + eine Leistungsmessung vom Netzbezug und die Differenz ist der Sollwert für deine Heizung. Du regelst deine Heizung so dass immer ein kleiner Überschuss (sehr kleiner) ins Netz geht.
Zuerst brauchst du aber die ENS |
fire
04.02.2008, 11:47
@ Thomas Z
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Prinzipien der Leistungssteuerung (Wechselstrom) |
Hallo,
nochmals Vielen Dank an alle und besondrs @Thomas, der glaub ich am dichtesten dran an meiner Problematik ist.
Lassen wir mal Dinge der Regelung und ENS aussen vor. Dies ist zum Teil schon geregelt...lässt sich kaufen, oder man macht sich Gedanken, wenn ich mir erstmal sicher bin, dass kein Denkfehler drin ist.
nochmal ein paar Gedanken.
» Wenn deine Heizungsregelung (=Phasenanschnitt) richtig eingestellt ist
» kommt von aussen keine Leistung. Nachdem du einen Asyncrongenerator hast
» kannst du ja leicht eine Leistungsmessung einbauen + eine Leistungsmessung
» vom Netzbezug und die Differenz ist der Sollwert für deine Heizung. Du
» regelst deine Heizung so dass immer ein kleiner Überschuss (sehr kleiner)
» ins Netz geht.
Ist dem wirklich so?
Ich versuchs nochmal per Urschleim.
Zur Verienfachung : cosPHI=0
d.h. ich hab ja bei 50HZ bei der Leistung eine schöne Sinushalbwelle 100mal die sec.
Der Netzparallelbetrieb geht ja nur, weil ich eine geringfügig höhere Spannung als das Netz habe, sodass ich Leistung vom Generator beziehe und nicht aus dem Netz.
Nun guck wir uns mal die Leistung an.
Wie gesagt eine Sinusfunktion...mit Werten zwischen 0 und Pmax. Die durchschnittliche Leistung von 5kw beträgt Pmax/wurzel(2)...soweit hoff ich ist es erstmal richtig.
Bei einem rein ohmschen Verbraucher...nun ja-ich versuchs mal um die Ecke- der würde ja gerne die ganze Zeit z.B. 3 kw "ziehen. Da aber die Quelle es Sinusförmig anbietet, bekommt er mal Null bis hin zu Pmax (5kw aus der Quelle) angeboten...daraus folgt, dass hier eine mittlere Leistung von 3kw entnommen wird (weil der Verbraucher nur 3kw kann).
Nun machen wir es mal anders...wenn ich einen größeren ohmschen Verbaucher dranhänge...sagen wir mal 7kw, dann würde doch sicherlich die Spannung einbrechen und damit die Spannungsüberhöhung zu nichte sein und schon würde ich aus dem NEtz zusätzlich Leistung beziehen.
Und nun komen wir nochmal zu dem Vorhaben,
ich möchte dass der große Verbraucher nur die Differenz von Generatorleistung (5kw) zur aktuellen Lesitung (3kw) verbraucht.
und da bin ich mir nicht sicher, ob Phasenanschnitt oder Schwingungspakt die richtige Lösung ist.
Schwingungspakt: wenn ich hier nur jede zweite Schwingung dem großem Verbraucher zuführe, würde ich nicht dann während der einen Schwingung 7kw abverlangt, die ich dann wieder aus dem Netz beziehen (also die fehlenden 4kw) müsste..und während der anderen Schwingung hätt ich doch wieder 2 kw Überschuss
Phasenanschnitt: Würde hier nicht am Beginn der Phase auch mehr Leistung gezogen, als der Generator bereitstellt und dann bei der Leistungsspitze (wo großer verbraucher schon gesperrt wurde) hätt ich doch wieder einen Überschuss, oder?
Ich hoffe mein Problem (also mein Verständinis..oder falsche Überlegungen) sind Euch nun deutlicher.
...udn freue mich,
auf passende Ansätze von Euch.
Gruß
fire |
fire
06.02.2008, 11:03
@ fire
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Prinzipien der Leistungssteuerung (Wechselstrom) |
Hallo miteinander,
ich möcht auf keinen Fall aufdringlich sein,
allerdings erfreut sich der Fragesteller hier im Forum i.d.R. sehr schneller Hilfe.
Nun ist die konkretisierung meines Problems vor 2 Tagen erfolgt und ich hoffe bisher leider vergebens auf Antworten.
Ist meine Denkweise falsch verstanden?
Ist meine Fragestellung so balan und blöd?
Ist es vll doch ein komplitierter Fall?
Bitte Bitte,
lass es mich wissen.
DANKE |