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Diplomarbeit - Problem! -regelbare Stromquelle-
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BID = 482321
Meister Yoda
Gerade angekommen
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Nabend zusammen,
ich schreibe gerade meine Diplomarbeit im Bereich Elektrotechnik-Energietechnik.
Es soll ein Netzmodel erstellt werden, womit später unterschiedliche Netze erprobt werden können(Knotenspannungen, Blindleistung usw.)
In einigen Knoten soll durch DEA´s(dezentrale Energieerzeugungsanlage z.B. Photovoltaik) Energie ins Niederspannungsnetz zurückgespeist werden.
Das Model habe ich bereits im Maßstab 1:200 gebaut.
Module unterschiedlicher Leistung die mit veränderbaren Phasenwinkeln sind auch schon von mir erstellt worden. Die Leistung des regelbaren Trafos der das ganze Netz versorgt ist 1100VA.
An diesem Transformator hängen einphasig 20 Lasten a ca. 50W, diese sind jedoch nochmals in 3 Stränge unterteilt. Das ganze Netz wird durch eine S7 gesteuert. Damit unterschiedliche Lastprofile nachgebildet werden können.
Es steht mir eine Gleichspannungsquelle von 0-300V DC bis mehrere 100A zur Verfügung. 3 Sinuswechselrichter stehen mir für den Stang auch schon zur Verfügung. Alessi 200i-12/150W.
Dieser Wechselrichter macht mir also aus 12V/DC-230V/AC.Soweit kein Thema.
Nun zu meinem eigentlichen Problem.
ich möchte gerne die drei DEA´s im Stang 3 von der Leistungsabgabe steuern. Also begrenze ich doch irgendwie den Eingangsstrom der Wechselrichter. Ich denke mir dabei das ja der Wechselrichter mir nur die Wirkleistung herausgibt die ich ihm quasi zur Verfügung stelle.???????????????
Aber wie kann ich den Gleichstrom stufenlos bzw. in 10% Schritten verändern. Da ja realistische Kriterien mit entscheiden sollen welche Leisung zurückgespeist wird(Wind,Sonne). Ohne Regelung des Stromes würden mir die Wechselrichter ja den max. Strom liefern.
Gibt es da evtl 12V/24V Module die mir quasi den Strom begrenzen, finde Im Netz einfach nichts passendes.
Daher bitte ich euch um Ideen oder Vorschläge wie man so etwas realisieren könnte.
Im voraus vielen Dank. 
mfg Holger
[ Diese Nachricht wurde geändert von: Meister Yoda am 17 Dez 2007 18:41 ]
[ Diese Nachricht wurde geändert von: Meister Yoda am 17 Dez 2007 18:42 ]
[ Diese Nachricht wurde geändert von: Meister Yoda am 17 Dez 2007 18:42 ] |
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BID = 482400
teotihuacan
Gesprächig
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Erst mal willkommen im Forum!
Wenn ich dich recht verstehe, brauchst du eine Strombegrenzung für eine Last von 150W. Also soll ab einem bestimmten Strom die Spannung so sinken, dass der Strom nicht weiter ansteigt?
Das lässt sich zum Beispiel mit einem MOSFET machen. Dieser hat eine ähnliche U-I-Kennlinie wie ein bipolarer Transistor, mit steigender Drain-Source-Spannung steigt der Drainstrom linear an, bis zu einem bestimmten von der Gate-Source-Spannung abhängigen Wert, ab diesem Wert kippt die Kurve in die Waagrechte und der Strom steigt mit steigender DS-Spannung nur noch sehr geringfügig an, der Strom wird also begrenzt in Abhängigkeit von der Gate-Source-Spannung. Da jedoch der Strom immer noch geringfügig ansteigen kann, ist diese Strombegrenzung nicht ganz präzise .
Erweitern lässt sich diese Strombegrenzung mit einem OP als Subtrahierer und einem niederohmigen Widerstand, der direkt mit in der Last liegt. An diesem Widerstand greift man die eine Spannung für den OP ab, die andere Eingangsspannung für den OP ist eine einstellbare Sollspannung. Die Ausgangsspannung des OPs ist die Gate-Source-Spannung des MOSFETs. Nimmt nun der Laststrom in der Strombegrenzung geringfügig zu, so nimmt auch die Spannung an dem Widerstand zu und wird von der Sollspannung abgezogen. Folglich sinkt die GS-Spannung und der MOSFET lässt weniger Strom durch. Dadurch lässt sich die Strombegrenzung sehr viel genauer realisieren, eine fertig dimensionierte Schaltung kann ich dir jedoch noch nicht liefern, da ich selbst gerade noch daran tüftle (wird ne Strombegrenzung für ein Labornetzgerät, ist aber wie gesagt noch nicht ganz fertig).
Einfach mal bisschen rumprobieren!!
Ich hoffe ich habe dir damit geholfen. |
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BID = 482409
perl
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Zitat :
| | ich denke mir dabei das ja der Wechselrichter mir nur die Wirkleistung herausgibt die ich ihm quasi zur Verfügung stelle. |
Wenn es anders wär, könntest du dich auf deinem Schloss zur Ruhe setzen. 
Letztlich hängt es von der Eingangskennlinie des Wechselrichters ab, ob du ihn über den Strom oder die Spannung regeln kannst.
Am elegantesten wäre es wohl, wenn du seiner Steuerschaltung sagen könntest, wieviel Ausgangsleistung gewünscht ist, denn dann treten keine unnützen Verluste auf.
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Haftungsausschluß:
Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.
Rechtsansprüche dürfen aus deren Anwendung nicht abgeleitet werden.
Besonders VDE0100; VDE0550/0551; VDE0700; VDE0711; VDE0860 beachten !
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BID = 482486
berufsbastler
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Prinzipiell würde ich einen Buck-Converter(Tiefsetzsteller)benutzen und man lässt den Tastgrad abhängig vom Strom einstellen. Die Schaltung hat nicht so viele Verluste.
Als IC nimmst du einen einfachen UCC3843 und führst den gemessenen Strom zurück auf das IC.
Dafür brauchst natürlich 1Mosfet, 1 Diode gesteuerte Buck, ne Induktivität, Elkos, das IC und nen bisschen "Hühnerfutter" drum herum.
Naja, andersrum, wäre das nen bisschen viel für die Arbeit, auch noch selbst einen solchen Wandler aufzubauen.
Da wär der Linearregler doch einfacher aufzubauen. hast du kein Labornetzteil mit Strombegrenzung? ODer brauchst du was was dauerhaft in dem Modell verbaut werden soll?
Sorry das ich nix konkretes habe, aber vielleicht ist das ne kleine Idee.
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BID = 482510
perl
Ehrenmitglied
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Zitat :
| | hast du kein Labornetzteil mit Strombegrenzung? |
So wie ich es verstanden habe, hat er ein regelbares Labornetzteil.
Damit könnte er also nur alle drei Wandler gemeinsam beeinflussen.
Zitat :
| | Dafür brauchst natürlich 1Mosfet, 1 Diode gesteuerte Buck, ne Induktivität, Elkos, das IC und nen bisschen "Hühnerfutter" drum herum |
Ich fürchte, das der Aufbau eines Schaltreglers der benötigten Leistung und Spannung nicht so locker nebenher zu machen ist.
Da das aber Sinuswechselrichter sind, ist ja offensichtlich schon vieles zur Leistungssteuerung vorhanden. Deshalb mein Vorschlag in die Ansteuererung der Weechselrichter einzugreifen.
[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 18 Dez 2007 10:28 ]
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BID = 482548
Meister Yoda
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Hallo zusammen, erst einmal vielen Dank für eure schnellen Antworten.
Habe mir eure Antworten sorgfältig durchgelesen und bin dabei noch auf ein weiteres Problem gestoßen.
Die Spannung die der Wechselrichter herausgibt muss konstant bleiben, also 230V.
kleines Rechenbespiel ohne cosphi.
Sekundär also auf der 230VSeite soll mir der Wechselrichter, sagen wir mal 50W herausgeben.
I=P/U=217,4mA
wenn man das auf einen 12V Wechselrichter ohne die Eigenverluste umrechnet, bekommt man dann ca. 4A primär. (stark gerundet).
Nun möchte ich am besten meiner Steuerung(SPS) über eine Analogbaugruppe vorgeben mach mir 75W, also Begrenze den Strom Primär auf 6A, aber gib mir dann sek. 230V und 326mA heraus also 75W.
Nebengedanke: Wie begrenzt ein Labornetzteil den Strom??????
Kann sein das die Lösung garnicht so komplex ist, nur komme ich leider nicht drauf.
Zur Not könnte ich auch den Strom über einen Poti verändern, anstatt über eine Steuerung.
Vielleicht ist das Problem jetzt etwas klarer geworden.
mfg Holger
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BID = 482575
perl
Ehrenmitglied
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Zitat :
| | Die Spannung die der Wechselrichter herausgibt muss konstant bleiben, also 230V. |
Möglicherweise kann er wegen des geringen Innenwiderstands des Netzes seine Ausgangsspannung garnicht nennenswert verändern.
Zitat :
| | Wie begrenzt ein Labornetzteil den Strom?????? |
Schau ins Handbuch!
Gewöhnlich auf fast die gleiche Weise, wie es auch die Ausgangsspannung regelt.
Bist du sicher, dass du schon fürs Diplom reif bist ?
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[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 18 Dez 2007 14:17 ]
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BID = 482576
teotihuacan
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Die Ausgangsspannung wird aber nicht konstant bleiben, wenn der Strom begrenzt wird. Wenn U konstant bleibt, dann hängt der Strom nur von R ab. Andersrum hängt U nur von R ab wenn I konstant, also begrenzt ist. Damit geht die Ausgangsspannung in der Strombegrenzung automatisch runter.
Ein Labornetzteil begrenzt den Strom entweder durch Längsregelung (also vom Prinzip her etwas in der Art wie mein Vorschlag), ein getaktetes Labornetzteil, also ein Schaltnetzteil begrenzt den Strom durch Takten, also durch ein bestimmtes Impuls-Pausen-Verhältnis der Eingangsspannug, das danach durch Glätten mit Spulen und Kondensatoren eine bestimmte Ausgangsspannung ausgibt.
Mein Schaltungsvorschlag ist durch eine SPS-Analogbaugruppe ansteuerbar. Die Steuerspannung ist dann entweder die Gate-Source-Spannung oder in der erweiterten Version die Sollspannung. Über ein Poti geht beides natürlich auch.
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BID = 482584
Meister Yoda
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vielen Dank euch erstmal,
@teotihuacan, ich habe das jetzt mal so im Labor aufgebaut, das passt schon so, jedoch sind dann wieder die EMV kriterien schlecht einzuhalten.
@perl, ich denke schon das ich reif fürs Diplom bin, ist nicht mein Erstes. Leistungselektronik ist einfach nicht mein Fachgebiet. Aus diesem Grund bin ich hier, wenn ich alles wüsste kannst du mich Gott nennen.
mfg Holger
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BID = 482954
teotihuacan
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Was sind EMV-Kriterien? Sry für die Frage aber ich hab das Zeug noch nicht studiert (kommt erst noch  )
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BID = 484423
nobody1603
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Ich gebe perl vollkommen recht. Du musst den Wechselrichter irgendwie dazu bringen seine Ausgangsspannung so zu regeln dass er die gewünschte Einspeiseleistung liefert!
Finde heraus wo der Wechselrichter seinen Sollwert für die Ausgangsspannung her bekommt und Regle selbigen Wechselrichter-Ausgangssromabhängig!
Ist nicht trivial aber ich sehe keinen anderen Weg mit solchen Wechselrichtern!
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MfG Harry
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BID = 484459
Morgoth
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EMV heißt Elektromagnetische Verträglichkeit, und es geht darum, dass Geräte weder Störungen verursachen, noch sich selbst allzu leicht stören lassen sollen.
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Es irrt der Mensch solang er strebt
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BID = 484540
teotihuacan
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Achso ok.
Aber wieso soll dann mein Vorschlag an den EMV-Kriterien scheitern? Weder ist da irgendwas hochfrequentes mit im Spiel, noch dürfte diese Schaltung anfällig gegen Funkwellen oder ähnliches sein. Und wenn doch, dann schirmt man halt das ganze ab, ist doch kein Problem oder?
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BID = 484897
nobody1603
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Ganz davon abgesehen das du den Wechselrichter nicht steuern kannst, wird das mit dem rückspeisen mit solchen Inselwechselrichtern sowieso nix.
Damit man in ein starres Netz rückspeisen kann müsste der Wechselrichter eine Information über Frequenz und Phase der Spannung (also die Nulldurchgänge) haben, sonst würden extrem große Ausgleichsströme fließen die den Wechselrichter entweder zerstören oder er halt wegen überlast abschaltet!
Nix für ungut, aber das ist keine gute Idee!
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MfG Harry
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BID = 485027
sam2
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Wenn, dann brauchst Du "Solarwechselrichter", also welche für Netzparallelbetrieb. Und zwar mit galvanischer Trennung und Datenausgang.
Das sollte funktionieren.
Eingangsstrom steuern und die Ausgangsleistung der Steuerung mitteilen.
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