Experimente mit einem Step-Down-Wandler

 
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Re: Experimente mit einem Step-Down-Wandler

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Gepostet: 16.11.2022 - 09:56 Uhr  ·  #41
Kann sein. Geht da ja auch um Abschaltung bei Überstrom.

Die Trennung allerdings macht der Optokoppler.

Warum denn so aufwändig?
Einfach mal Multimeter im Bereich 500V AC an PE einer Steckdose (das sind die seitlichen Klammern) anschließen, und je einen Anschluss sekundär vom Steckernetzteil (in Betrieb!) nacheinander antasten!
Wenn galvanisch getrennt, dürfte da nie 230V angezeigt werden, ansich quasi garnichts. Zulässig wären max. 48V AC oder 60V DC.
Daher auch noch im DC-Bereich prüfen!

Stecker-NT danach nochmal umgedreht einstecken!
Che
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Re: Experimente mit einem Step-Down-Wandler

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Gepostet: 16.11.2022 - 17:46 Uhr  ·  #42
Was ich vergessen hatte:
Muss nicht, wenn ansich der Strom gestellt werden muss, dessen Einstellregler durch Zusatzbeschaltung modifiziert werden?
U-Regler dann auf Ladeendspannung, fest eingestellt.

Wenn die Ardoino in der Lage sind, ein PWM-Signal aus zu geben, ist es vielleicht auch sinnvoll,
vom FET-Treiber des Down-Converters den ensprechenden Eingang zu isolieren, und da mit dem PWM-Signal ran zu gehen.
Zuvor Arbeitsfrequenz des D-C messen und die vom Ardoino abfordern.
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Re: Experimente mit einem Step-Down-Wandler

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Gepostet: 16.11.2022 - 19:59 Uhr  ·  #43
Zitat geschrieben von Che

Was ich vergessen hatte:
Muss nicht, wenn ansich der Strom gestellt werden muss, dessen Einstellregler durch Zusatzbeschaltung modifiziert werden?
U-Regler dann auf Ladeendspannung, fest eingestellt.

Wenn die Ardoino in der Lage sind, ein PWM-Signal aus zu geben, ist es vielleicht auch sinnvoll,
vom FET-Treiber des Down-Converters den ensprechenden Eingang zu isolieren, und da mit dem PWM-Signal ran zu gehen.
Zuvor Arbeitsfrequenz des D-C messen und die vom Ardoino abfordern.


??? von was schreib ich denn hier die ganze Zeit??? JA, entweder der StepDown begrenzt intern den Strom indem er eben per Modifikation des Potis dazu geregelt wird, eben mit analogem Optokoppler oder meinetwegen auch per Digitalpoti, wobei wir dann wieder bei den Potentialen sind, auf die elegante Weise, oder Du brauchst extern ne Stromregelung bzw. steuerbare Konstantstromregelung kannst Dir aussuchen was Dir besser gefällt, genau das ist doch die Krux!
Und ja, der Arduino kann PWM, in Hardware, in Timer, wenns ein Arduino mit ATMega ist in Hardware mit 16 Bit ... ob der Regler vom Modul dazu kompatibel ist, Pegel, Frequenz musst selber ausfuchsen, Studium des Datenblattes.

Und Ja, der Optokoppler bei der Abbildung trennt die Pegel, im Schaltungsbeispiel geht es aber nicht um Regelung, also analoges Feedback sondern um reine Begrenzung ja/nein und dafür eben die Kippstufe.

Im Übrigen wird das Programm vom Arduino spannend, Du hast zwei Regler die parallel laufen, zum einen der Regler der idealen Belastungskurve und dazu den Regler der Ladung, mit Einstellung auf Ladeschlussspannung und den Strom begrenzen macht es etwas einfacher, brauchst aber auch die aktuelle Akkuspannung noch dazu zur Leistungsberechnung, also einen ADC eingangsseitig, einen batterieseitig, und den Stromsensor. Eventuell auch n Stromsensor für die Batterie.
Che
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Re: Experimente mit einem Step-Down-Wandler

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Gepostet: 16.11.2022 - 22:42 Uhr  ·  #44
Durchatmen und weiter leben!

War nicht automatisch klar, dass Du am richtigen Einstellregler dran sitzt, nachdem Zephyrus das Augenmerk auf das Spannungs-poti gerichtet hatte, und daran gedreht und seine Messungen damit gemacht hat.
o_lampe
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Re: Experimente mit einem Step-Down-Wandler

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Gepostet: 17.11.2022 - 11:28 Uhr  ·  #45
Ich habe bisher kein Digitalpoti selbst benutzt, aber die Ausgänge sollten open-collector haben, also potenzialfrei sein.
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Re: Experimente mit einem Step-Down-Wandler

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Gepostet: 17.11.2022 - 17:19 Uhr  ·  #46
Zitat geschrieben von o_lampe

Ich habe bisher kein Digitalpoti selbst benutzt, aber die Ausgänge sollten open-collector haben, also potenzialfrei sein.


Womit wir wieder am Anfang wären …

:D :D
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Re: Experimente mit einem Step-Down-Wandler

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Gepostet: 17.11.2022 - 17:26 Uhr  ·  #47
Ja eben.

Zitat
aber die Ausgänge sollten open-collector haben, also potenzialfrei sein
Sind doch damit nicht potentialfrei.
Betrachte doch neben dem "Collektor" mal auch den anderen Anschluss, die System-Masse!
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Re: Experimente mit einem Step-Down-Wandler

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Gepostet: 18.11.2022 - 19:44 Uhr  ·  #48
Zitat geschrieben von o_lampe

Ich habe bisher kein Digitalpoti selbst benutzt, aber die Ausgänge sollten open-collector haben, also potenzialfrei sein.


Hab mir den verlinkten bei eBay besorgt, also bei meinem geht der - in als Groundplane durch zu - out, man kann mit GND-Bezug entwickeln.
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Re: Experimente mit einem Step-Down-Wandler

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Gepostet: 18.11.2022 - 22:46 Uhr  ·  #49
Zitat
also bei meinem geht der
Ist wohl das Wesentliche. Der Rest ist eher kryptisch, aber das ist egal. :-)
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Re: Experimente mit einem Step-Down-Wandler

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Gepostet: 19.11.2022 - 08:56 Uhr  ·  #50
Lernst eben mal was mit Elektrotechnik.
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Re: Experimente mit einem Step-Down-Wandler

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Gepostet: 19.11.2022 - 09:42 Uhr  ·  #51
Ja wenn es nicht kryptisch gewesen wäre... Aber mach man. Darauf kommts an.
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Re: Experimente mit einem Step-Down-Wandler

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Gepostet: 19.11.2022 - 22:47 Uhr  ·  #52
Ich? Nö, steht alles notwendige hier im Thread, Problem gelöst, für mich nicht mehr interessant.
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Re: Experimente mit einem Step-Down-Wandler

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Gepostet: 20.11.2022 - 12:17 Uhr  ·  #53
Inzwischen hab ich es auch verstanden :-) Digitalpoti für Arduino:
Zitat
also bei meinem geht der - in als Groundplane durch zu - out, man kann mit GND-Bezug entwickeln.
Also gleiches Massepotential.
Gleichstrom
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Leistungs-Anpassung

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Gepostet: 09.12.2022 - 20:34 Uhr  ·  #54
Ich war leider lange nicht hier. Nun denn. Ich denke, das geht viel einfacher als mit Arduino &Co. Was man braucht, ist eine Leistungs-Anpassung des Inverters an den Generator. Leistungs-Anpassung ist gegeben bei Generator-Innenwiderstand Rg gleich Inverter-Innenwiderstand Ri. Zaphyrus hat das hier
Im Fall von Windkraft stelle ich mir das so vor, dass man nicht auf maximale Generatorspannung regelt (dann würde das Windrad überdrehen) sondern auf maximale Leistung. Bei jedem Schleifendurchgang wird die Differenz der Leistung (U*I) zum vorherigen Durchgang ermittelt und dann entschieden ob stärker oder schwächer belastet wird. Die Spannung wird ja direkt gemessen und die Stromstärke muss man irgendwie anders ermitteln
richtig erkannt. Eine Mppt-Regelung hat aus meinen Recherchen aber noch nie bei Windkraft funktioniert. Grund ist die Rotor-Massenträgheit und die Wechselwirkung von Windgeschwindigkeit und Rotordrehzahl. Eine Anpassung an den Generator-Innenwiderstand ist aber sinnvoll. Dann wird die halbe Leistung im Kupfer des Generators verbraten. Ooooch, werden jetzt Einige sagen. Aber dafür erhält man über das gesamte Leistungsspektrum wenigstens die halbe Nutzleistung. Nicht nur einen Peak bei der Auslegungs-Windgeschwindigkeit. Die gesammelte Energie über lange Zeit dürfte damit maximal sein. Oder irre ich?
Einen Inverter mit einstellbaren Ri kann man nicht fertig kaufen, aber rel. leicht mit üblichen Teilen selbst bauen. Fertige Inverter können umgerüstet werden. Darüber muß man sich Gedanken machen. Ein solcher Inverter belastet den Generator ideal, und hat ein Konstant-Strom-Verhalten des Ausgangs. Die Begrenzung der Ladeschluß-Spannung ist ein anderes Thema und wird üblicherweise mit einem shunt-Regler, PWM oder analog, gelöst. C.John Dakin hat in der Elektor 1/96 einen Artikel mit dem Namen "Windkraftbetriebener Low-cost-Akkulader" veröffentlicht, und das Konzept verwirklicht. Leider fehlen wichtige Angaben zum Bau des Repellers, aber der Inverter ist gut. Ich habe ihn erfolgreich für einen anderen Innenwiderstand und höhere Leistung aufgebaut. Das Konzept ist sehr flexibel. Eine Meßreihe an einem PMG "Polymotor Italia" an Drehmoment-Waage habe ich gespeichert. Ein schnelläufiges Windrad mit diesem Generator/Inverter lieferte über einen weiten Bereich von Windgeschwindigkeit Ladestrom in einen Akku.
Erdorf
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Re: Experimente mit einem Step-Down-Wandler

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Gepostet: 09.12.2022 - 23:22 Uhr  ·  #55
Hallo Gleichstrom,

herzlich willkommen im Forum :D :D :D

Schön wieder was von dir zu lesen ...

Liebe Grüße
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Re: Experimente mit einem Step-Down-Wandler

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Gepostet: 10.12.2022 - 10:01 Uhr  ·  #56
Zitat geschrieben von Gleichstrom

Ich war leider lange nicht hier. Nun denn. Ich denke, das geht viel einfacher als mit Arduino &Co. Was man braucht, ist eine Leistungs-Anpassung des Inverters an den Generator. Leistungs-Anpassung ist gegeben bei Generator-Innenwiderstand Rg gleich Inverter-Innenwiderstand Ri. Zaphyrus hat das hier
Im Fall von Windkraft stelle ich mir das so vor, dass man nicht auf maximale Generatorspannung regelt (dann würde das Windrad überdrehen) sondern auf maximale Leistung. Bei jedem Schleifendurchgang wird die Differenz der Leistung (U*I) zum vorherigen Durchgang ermittelt und dann entschieden ob stärker oder schwächer belastet wird. Die Spannung wird ja direkt gemessen und die Stromstärke muss man irgendwie anders ermitteln
richtig erkannt. Eine Mppt-Regelung hat aus meinen Recherchen aber noch nie bei Windkraft funktioniert. Grund ist die Rotor-Massenträgheit und die Wechselwirkung von Windgeschwindigkeit und Rotordrehzahl. Eine Anpassung an den Generator-Innenwiderstand ist aber sinnvoll. Dann wird die halbe Leistung im Kupfer des Generators verbraten. Ooooch, werden jetzt Einige sagen. Aber dafür erhält man über das gesamte Leistungsspektrum wenigstens die halbe Nutzleistung. Nicht nur einen Peak bei der Auslegungs-Windgeschwindigkeit. Die gesammelte Energie über lange Zeit dürfte damit maximal sein. Oder irre ich?
Einen Inverter mit einstellbaren Ri kann man nicht fertig kaufen, aber rel. leicht mit üblichen Teilen selbst bauen. Fertige Inverter können umgerüstet werden. Darüber muß man sich Gedanken machen. Ein solcher Inverter belastet den Generator ideal, und hat ein Konstant-Strom-Verhalten des Ausgangs. Die Begrenzung der Ladeschluß-Spannung ist ein anderes Thema und wird üblicherweise mit einem shunt-Regler, PWM oder analog, gelöst. C.John Dakin hat in der Elektor 1/96 einen Artikel mit dem Namen "Windkraftbetriebener Low-cost-Akkulader" veröffentlicht, und das Konzept verwirklicht. Leider fehlen wichtige Angaben zum Bau des Repellers, aber der Inverter ist gut. Ich habe ihn erfolgreich für einen anderen Innenwiderstand und höhere Leistung aufgebaut. Das Konzept ist sehr flexibel. Eine Meßreihe an einem PMG "Polymotor Italia" an Drehmoment-Waage habe ich gespeichert. Ein schnelläufiges Windrad mit diesem Generator/Inverter lieferte über einen weiten Bereich von Windgeschwindigkeit Ladestrom in einen Akku.


ja so kann man das machen, man kann aber die Verluste deutlich minimieren, angenommen der Generator würde 24V auf Nenndrehzahl machen, der Akku aber 12V sein, dann müssen an dem Widerstand 12V verbraten werden, bei sagen wir mal 1A Strom würden 12W im Akku landen, im Generator und Widerstand 12W, eben Ausbeute von 50% -> Leistungsanpassung.
Wenn Du per Stepdown auf 13V runter kommst sind es nur 1V, bei 1A eben 1W Verlust (+dem Verlust des Stepdown).
Das ist m.E. der richtige Weg, per Stepdown knapp über die Ladeschlussspannung runter und einfach ne regelbare Strombegrenzung (aka regelbare Stromquelle (bzw. spannungsgesteuerte Stromquelle)) dahinter ... da bei dem genannten Stepdown der Minuspol (aka Massefläche / aka Groundplane) durch geht ist das ziemlich easy zu realisieren ... z.B.:

https://david-th.de/?site=p_018

der Rest ist rechnen und löten.
FamZim
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Re: Experimente mit einem Step-Down-Wandler

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Gepostet: 10.12.2022 - 12:13 Uhr  ·  #57
Hallo

Das was Gleichstrom vorschlägt ist genau eine MPPT Regelung für den Generator, aber keine gute Lösung für ein Windrad.
Dazu braucht es eine spannungsgesteuerte Leistungsregelung die einmal eingestellt immer gleich bleibt
Die rumsucherei bring nur Unruhe in das System.

Gruß Aloys.
Gleichstrom
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Re: Experimente mit einem Step-Down-Wandler

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Gepostet: 10.12.2022 - 20:28 Uhr  ·  #58
@ vitis. Ist besser, weil eben nicht 12W im Innenwiderstand verbraten werden. Es handelt sich bereits um einen Inverter mit hohem ( 80-90%) Wirkungsgrad. In diesem Fall ein Step-up (Booster). Der Umweg über eine feste Ausgangsspannung des Inverters minus anolger Regelung ist kompliziert und verursacht unnötig Verluste.
@FamZim nein ist kein MPPT. Es wird nur der Inverter optimal an den Generator angepasst. Linear bei höherer Eingangsspannug ein höherer Strom gezogen. R= U/I= konstant
In diesem Fall ein Booster. Buck ist ebenso realisierbar. Mischung von Beiden auch, Wunder sind nicht möglich, denn der Kupferwiderstand des Generators bleibt.
FamZim
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Re: Experimente mit einem Step-Down-Wandler

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Gepostet: 11.12.2022 - 14:57 Uhr  ·  #59
Hallo

Der CU Wiederstand ist immer gleich und wirkt sich erst bei hohen Strömen negatief aus.
Wenn ein Inverter den Strom solange höher regelt bis die Leistung wieder sinkt arbeitet er wie ein MPPT Regler und würgt das Windrad ab.

Gruß Aloys.
...
 
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Re: Experimente mit einem Step-Down-Wandler

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Gepostet: 11.12.2022 - 18:04 Uhr  ·  #60
Zitat geschrieben von FamZim

Hallo

Der CU Wiederstand ist immer gleich und wirkt sich erst bei hohen Strömen negatief aus.
Wenn ein Inverter den Strom solange höher regelt bis die Leistung wieder sinkt arbeitet er wie ein MPPT Regler und würgt das Windrad ab.

Gruß Aloys.


Darum regelt man den Ladestrom nach der Eingangsspannung … Eingangsspannung = Drehzahl, Ladestrom = Drehmoment
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