Spannungsverdopplung Gleichrichter drei Phasen Drehstrom

Genial primitiv, genau das vereinfacht den Aufwand mit Step up Anwendungen. Ich hab es gleich als Zeichnung kopiert, mit ein bißchen Fantasie bekomme ich sowas vielleicht hin denn wo die Leitungen sich kreuzen fehlt ein bisschen die Übersicht wenn man mit Elektronik nicht so firm ist wie Du Frank!

Machs doch bitte noch mal für Doofe wie mich!

Hallo Carl,


Also wenn in den Zeichnungen sich Leitungen kreuzen und kein dicker Punkt ist, dann berühren sich die Leitungen nicht.

Vielleicht hilft Text?
Man verwendet ganz normal einen B6 Brückengleichrichter.
~ hier werden die Phasen vom Generator angeschlossen
+ hier wird der positive Pol des Akkus
- hier wird der negative Pol des Akkus
Das kennen wir schon und nennt sich auch Drehstrombrücke.

Neu sind zusätzlich zwei weitere Kondensatoren:
Diese werden in Reihe verbunden, also [+ -] [+ -].
Der Pluspol der Reihenschaltung kommt an positiven Pol des Akkus
Der Minuspol der Reihenschaltung kommt an negativen Pol des Akkus
Die Verbindung der beiden Kondensatoren kommt an eine beliebige Phase.

Grüße

Hallo,

Ladebeginn der Schaltung

Ich habe die Schaltung mal mit Feldis Werten simuliert.
Generator: 3 x 6 V AC mit 5 Ohm Innenwiderstand
Akku: 13 Volt Zener Diode + 100mOhm Widerstand

Bei ca. 6 V AC erhalte ich ca. 13 V DC und 90 mA Strom = 1 Watt Ladeleistung
Die Kondensatoren haben hier Spitzenströme von etwa 240 mA.



Betrieb der Spannungsverdopplung

Bei ca. 12 V AC erhalte ich ca. 13 V DC und 600 mA Strom = 8 Watt Ladeleistung
Die Kondensatoren haben hier Spitzenströme von etwa 800 mA.

Ende der Spannungsverdopplung
Wirkt sich Spannungsverdopplung nicht mehr aus, weil der Generator auch abzüglich der Verlustspannung seiner Spulen
schon ausreichend Ausgangsspannung generiert, erhalte ich Folgendes.

bei 3 x 24 V AC:
14 V DC bei 2.1 A Strom = 28 Watt Ladeleistung und Kondensator Spitzenströme von ca. 2 A.

bei 3 x 48 V AC:
15 V DC bei 4 A Strom = 60 Watt Ladeleistung und Kondensator Spitzenströme von ca. 4 A.

Die Phasenströme L1, L2 und L3 sind nun symmetrisch!

Fazit der Simulation:
+ Bei kleinen Generator Spannungen wirkt die Spannungsverdopplung, es wird unsymmetrisch belastet,
die Kondensatoren werden mit ca. dem doppelten Ausgangsstrom belastet.
+ Bei großen Generator Spannungen wirkt die Spannungsverdopplung nicht mehr,
es wird symmetrisch belastet, die Kondensatoren werden mit Ausgangsstrom belastet.
+ Die Kondensatoren sollten auf den zu erwartenden maximalen Strom und Spannung dimensioniert werden.

Grüße

Hallo Che,

das ist nicht "meine" Schaltung und man findet in etwas hierzu auch bei anderen Quellen. Nicht gerade viel, aber immerhin.

Du hast fast recht. Es wird nur bei zwei Phasen die Spannung verdoppelt.
Die Dritte Phase dient ausschließlich der Strom Rückführung.
Somit gibt es anfänglich eine unsymmetrische Belastung.
Die unsymmetrische Belastung geht laut Simulation weg, je höher die Generator Spannung wird.

Grüße

Verate nicht zuviel Frank, sonst geht der Patentschutz nicht mehr anzumelden

Das einphasige und Deine 3 phasige Schaltung fasziniert mich mehr als das mit 12 Dioden weil die dann ja auch mehr Eigenverbrauch bedeuten würden was zumindest bei unseren kleinen Windradlösungen fatal wäre.

Ich wusste nicht dass es schon Patente von Siemens dazu gab. Ist in der heutigen Zeit egal, wichtiger ist dass solche Technik den umweltbewußten Erbauern von Kleinwindkraftanlagen frei zur Verfügung steht, das mit dem Patent - ein Scherz!

Hallo Aloys,

ich finde es besser die Spannungsverstärkung hier zu diskutieren. Danke dass du dich beteiligst



L1 wird hier ausschließlich als Rückführung für L2 und L3 verwendet. Der Strom von L1 = Strom L2 + Strom L3.
Hier wird also nur der Strom von L1 nicht verwendet, was zu einer unsymmetrischen Belastung führt, es geht keine Energie verloren!

Es gibt auch die Möglichkeit, wie von dir angedacht, symmetrisch die Spannung zu verstärken. Weil die Phasen verkettet sind, ist das nicht so einfach. Man muss die verstärkten Spannung mit mehr Dioden trennen sonst werden die Phasen über über die Kondensatoren kurz geschlossen.
Es sind dann 12 Dioden und 6 Kondensatoren nötig, was so aus sieht:



Erläuterung:
D13 ist eine Zenerdiode, welche ab 13 V durchbricht und einen 12 V Akku simuliert.
V1, V2, V3 sind die 3 Phasen vom Generator, hier mit 2 Ohm Widerstand.
C1, C2 ist die Verstärkung der Phase V1, Mittelpunkt Rückführung über V3
C3, C4 ist die Verstärkung der Phase V2, Mittelpunkt Rückführung über V1
C5, C6 ist die Verstärkung der Phase V3, Mittelpunkt Rückführung über V2
D7 .. D12 sind erforderlich um die Verstärkung zum Ausgang zusammenzuführen ohne einen Kurzschluss zu produzieren.

Grüße

Hallo Frank,

habe mir erlaubt, in Deiner Skizze die Dioden und Generatorspulen ein zu kreisen, die an der Spannungsverdopplung beteiligt sind.



Die anderen Dioden werden unbeteiligt bleiben, bis sie wieder mit helfen dürfen, wenn die Kondensatorstrecke so stark belastet wird, dass Spannungsverdopplung nicht mehr merkbar ist.

Bei der letzten Schaltung, die mit den 12 Dioden, erschließt es sich mir nicht, wieso eine Verdreifachung erfolgen soll.
Werden die verdoppelten Spannungen doch parallel geschaltet.
Allerdings rechnerisch werden bei der Drehstrombrücke aus 10V eff 13,5V DC. Das im Leerlauf verdoppelt macht 27V.
Also fast 30.
In wieweit man Flussspannungen der Dioden noch abziehen muss habe ich nicht beachtet.

Solche Spannungsverdopplungen mit Kondensator sind sog. "weiche" Spannungsquellen. Was aber für die Akkuladung sogar vorteilhaft sein kann.

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Für die Dioden B7 bis B12 kann man eine Drehstrombrücke nehmen. Die anderen müssen Einzel- bzw. Doppeldioden sein.

Hallo Che,

Danke dass du dir das mit anschaust.


Wenn Strom am Ausgang fließt, schalten immer 4 Dioden oder gar 6 Dioden durch.


Ja, das verstehe ich auch nicht und ich bin der gleichen Meinung wie du.
Diese Aussage kommt aus ursprünglich aus dem Microprocessor Forum.
Ich simuliere mal ... da kommt simuliert auch nur eine Verdopplung raus, Danke!


Das wäre toll, wie geht das denn? Die Drehstrombrücke hat doch nur 3 Pole für Wechselspannung.

Grüße

Hallo Che,

Bei der komplexeren Schaltung kann man nicht von Verdreifachung reden.
Es ist nur eine Verdopplung, wie du schon sagst.
Dafür wird früher mehr Strom geliefert weil eben symmetrisch belastet wird,
mit dem Nachteil von mehr Verlusten durch die Dioden.


Nein, nur D2 und D5 haben Pause. V2 wirkt als Rückführung zwischen den Kondensatoren
für die beiden anderen Phasen V1 und V3. Deswegen leiten die anderen Dioden auch durch,
sonst könnten sich die Kondensatoren nicht aufladen. Es wird hier unsymmetrisch belastet, nur 2 Phasen voll.
Ich habe das nicht nur so verstanden, auch die Simulation liefert diese Ergebnisse.

Hast du denn eine Idee, wie man die Mittelverbindung automatisiert trennen kann, wenn D2 und D5 leitend werden,
weil die Spannung ausreicht?

Hier die simulierten Ströme der Dioden bei 5 V AC.

V (grün) Ausgangsspannung
ID1 (blau) Diodenstrom 1
ID2 (rot) Diodenstrom 2
ID3 (cyan) Diodenstrom 3
Gut zu sehen ist dass, die Dioden für V1 und V3 Strom liefern, Die Diode für V2 aber nicht.

Danke