Wer bastelt an einem Sinus Wechselrichter für Inselbetrieb?

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Inselman
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Wer bastelt an einem Sinus Wechselrichter für Inselbetrieb?

Beitrag von Inselman » Sa 5. Mai 2012, 10:25

Hallo,

ich bin neu hier und kenn mich mit Foren nicht so aus. Dies ist also mein erster Versuch ein Thema zu erstellen.


Erfahrungsaustausch zum Bau eines Sinus-Wechselrichter für Inselbetrieb.

Ich bastle zur Zeit an einem PWM- Sinus- Wechselrichter für Inselbetrieb mit einer Dauerleistung von 4 KW und einer Spitzenlast von etwa 8 KW. Versorgt wird der Wechselrichter mit 28 in Reihe geschalteten 12 Volt Batterien (320 bis 400V Gleichspannung).

Das Problem ist die richtige Sinusdrossel zu finden. Wer hat Erfahrung mit NiFe Sinusdrosseln?


Gruß


Inselman

eckbert
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Re: Wer bastelt an einem Sinus Wechselrichter für Inselbetrieb?

Beitrag von eckbert » Sa 5. Mai 2012, 20:48

Hallo,

warum willst du dir denn den Wechselrichter selber bauen?

Inselman
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Re: Wer bastelt an einem Sinus Wechselrichter für Inselbetrieb?

Beitrag von Inselman » Di 8. Mai 2012, 16:14

Hallo,

ich habe ihn schon gebaut. Ich kann das ganze Haus dran hängen. Ich bin nur auf der Suche nach einer geigneten Sinusdrossel.

Ich möchte mich zumindest teilweise mit Solarstrom netzunabhängig machen. Die Einspeisevergütung kannste auch vergessen. Am Gewinnbringensten ist, man verbraucht den Strom selber. Das Problem sind eigentlich die Batterien und da arbeite ich dran.

elhaber
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Re: Wer bastelt an einem Sinus Wechselrichter für Inselbetrieb?

Beitrag von elhaber » Do 10. Mai 2012, 07:59

Hi,
welche Kennwerte hat Dein Wechselrichter?
Wie muß demnach die Drossel dimensioniert sein?
Einfach "Sinusdrossel" ist keine Anfrage.

Bei PWM-gesteuertem WR ist die Frequenz maßgeblich für die Induktivität der Drossel und auch das verwendete Material.
Die Leistung gibt einen Hinweis auf die zu vewendenden Querschnitte an Cu-Draht und auch den Kern, der nicht in Sättigung gehen darf.

Handelt es sich um eine Reihendrossel oder ist es eher ein Trafo?

Inselman
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Re: Wer bastelt an einem Sinus Wechselrichter für Inselbetrieb?

Beitrag von Inselman » Mo 14. Mai 2012, 18:58

Hallo,

Ich arbeite mit einer 20 KHz PWM Taktung mit 2 150 A IGBT´s. Die Drossel (3 mH) ist mit einem Kondensator (1,5µ) in Reihe gegen N (Reihendrossel). Nach der Drossel, sind die Verbraucher angeschlossen.

Ich habe dazu eine interrasante „Amorphe“ Drossel gefunden:

Amorphe Legierungen haben eine ungeordnete atomare Struktur ohne kristalline Bereiche („Körner“) und Korngrenzen. Dadurch haben sie a priori gute Voraussetzungen für weichmagnetisches Verhalten, da Störeinflüsse wie Kristallanisotrope und Korngrenzen-Pinning entfallen.

Schnittbandkerne aus amorphen Fe-Basis-Legierungen bieten eine interessante Kombination von hoher Sättigungsinduktion mit niedrigen Verlusten. Sie eignen sich daher insbesondere für PFC- oder Speicherdrosseln in Leistungsanwendungen.
Die Hauptanwendungen für amorphe Schnittbandkerne liegen im Bereich > 10 A bei ca. 20 bis 100 kHz. Die niedrigen Verluste ermöglichen die Auslegung von volumenoptimierten Drosseln auch bei höheren Stromrippeln

Bei der Auslegung von Drosseln wird ausgenutzt, dass die Induktivität L proportional zum Quadrat der Windungszahl N ist, die Feldstärke H im Kern jedoch nur linear mit der Windungszahl ansteigt. Es werden also Werkstoffe mit niedrigen Permeabilitäten (also hohen zulässigen Feldstärken ohne dass der Kern in Sättigung geht) eingesetzt, und die notwendige Induktivität L durch die Windungszahl eingestellt. Die Grenzen ergeben sich durch die Kupferverluste und die dadurch begrenzten Stromdichten.
Amorphe Werkstoffe sind hochpermeabel, die Strombelastbarkeit von Drosseln mit amorphen Schnittbandkernen wird daher über eine Luftspalteinlage eingestellt.

Je größer der Luftspalt, desto größer die Strombelastbarkeit bei gleicher Baugröße. Es ist zu beachten, dass Drosseln mit kleinen Luftspalten eher in Sättigung gehen. Nachteilig bei größeren Luftspalten sind zusätzliche Kupfer- und Eisenverluste durch Streufelder. Bei Betrieb der Drossel zu nahe an der Sättigung werden Strom und Spannung durch die abfallende Induktivität verzerrt.



für Bo = 1T,L=1mH und S=2,5A/mm2
LI² Io N µeff Ip Al

Fe Amorph 1,43 37,8 69 93 5,6 0,21


Die obereTabelle ermöglicht eine Vorauswahl der Kerngröße für das benötigte LI². Der I0 - Wert der Tabelle ist ein Richtwert für den maximalen Strom (Ieff für PFC oder Sinusdrosseln bzw. Gleichstrom für Speicherdrosseln) für L = 1 mH, gerechnet aus Stromdichte, Windungszahl und dem Kupferquerschnitt. Bei abweichenden Induktivitätsvorgaben müssen die Windungszahl und der maximale Strom entsprechend angepasst werden (Tabelle 5).
Da die Ummagnetisierungsverluste von amorphen Schnittbandkernen für die meisten Drosselanwendungen sehr niedrig sind, wird oft etwas „kupferlastig“ dimensioniert, d. h. mit etwas höheren Stromdichten. Ebenso können zusätzliche Kühlmaßnahmen höhere Stromdichten zulassen. Dadurch ergeben sich anwendungsspezifische LI², die von den Richtwerten in Tabelle 4 abweichen können. Die nachfolgenden Formeln ermöglichen die (näherungsweise!) Abschätzung der effektiven Permeabilität und des Luftspalts aus dem LI².


Sättigungsinduktion Bs RT [T] 1,56
Curie-Temperatur Tc [°C] 399
Kristallisationstemperatur [°C] 508
Obere Anwendungstemperatur [°C] ca. 130
Magnetostriktion λs ppm 27
Spez. elektrischer Widerstand ρel RT [μΩm] 1,3
Dichte ρ [g/cm³] 7,18
Typ. Füllfaktor FF [%] 82
Ummagnetisierungsverluste PFe (0,1T, 25 kHz) [W/kg] ca. 15
Ummagnetisierungsverluste PFe (0,3T, 50 kHz) [W/kg] ca. 300



Gruß

Inselmann

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