Svenska ElektronikForumet

Hej jag har en last som delvis lastar kapacitivt, utsignalen till lasten jag har är en fyrkantsvåg och det är problem med drivning på grund av den kapacitiva delen i lasten.

Finns det något enkelt o smidigt sätt man kan kompensera för kapacitansen? Dvs kan man på nått sätt räkna ut en induktans som man serie/parallell kopplar för att motkompensera för kapacitansen?

kan gå att till viss del kompensera det med en induktans i serie, eller minska effekten med ett motstånd i serie

har provat att labba med sådant för längesedan och då var det smidigaste att koppla upp skopet för att se både ström och spänning och därefter prova sig fram


frågan är, är det en vanlig 50hz växelriktare?
hur stor är lasten?
kan du göra något åt lasten istället?

Det är en växelriktare byggd av en h-brygga och runt 50Hz är signalen ut. Verkar va väldigt känslig för kapacitiv last. Är det ens möjligt att lasta kapacitivt?

Satt o funderade och läste om man kunde göra någon form av parallell resonanskrets, dvs man räknar ut en induktans som man kopplar parallellt med lasten för att motverka kapacitansen. Men jag landar i så löjligt höga värden. 100tals mH.

Vill helst inte modifiera lasten.

dom kan ta duktigt med ström med kapacitiv last

hur stor är lasten?
och hur kapacitiv är den?


är växelriktaren switchad eller den hederliga typen med transformator?

allternativ, växelriktare med sinusutgång, har inte provat hur dom beter sig med kapacitiv last, men jag har min nyinköpta 1200W växelriktare i bilen nu så jag ska börja testa den i veckan som kommer

Last: <150W
C: ca 12u
typ: switchat

då är det ju inte helt lätt, förstår att du kommer upp i höga strömmar

ska kolla hur en sinusväxelriktare beter sig med kapacitiv last, har inte provat det innan

Har sökt runt efter information kring mitt problem och jag har hittat två uttalande i ämnet, men de är inte så uttömande utan jag vill hitta mer information som kan förklara mekanismerna bakom.

De uttalande jag hittat är:
"Static Power factor correction must not be used when the motor is controlled by a variable speed drive or inverter. The connection of capacitors to the output of an inverter can cause serious damage to the inverter and the capacitors due to the high frequency switched voltage on the output of the inverters."

Denna talar dock om men motor men måste ändå ha något att göra med problemet jag har.

Det andra uttlandet hittade jag på ett ganska innaktivt forum:
"If the voltage waveform applied to the inverter is not a pure sinewave, there will be significant harmonic currents flowing and these will damage the capacitors unless suitable filters are connected. Connecting capacitors on the output of an inverter will result in very high transient and switching currents within the inverter and these can lead to damage to the inverter. "

Av detta så utläser jag att för att kunna över huvud taget hantera en kapacitiv last ut från en växelriktare så måste man ha ren sinus utan några harmonier.

Av detta utläser jag att jag har 2 möjligheter:
1. Jag måste se till att på något sätt få bort kapacitansen
2. Se till att utsignalen till lasten är en ren sinus.

Är det någon som har tips på litteratur där jag kan läsa mer om fenomenet och har någon en idé om vad som krävs för att omvandla en fyrkantssignal från en h-brygga till en sinus? filter?

Först och främst - vad är det för underlig last som är kapacitiv? Är den gjord för att gå på vanligt elnät i vanliga fall? Är det inte så lätt att kapacitanserna ligger bakom en likriktarbrygga, d.v.s. det är glättningskondingar?

Som bekant är kondensatorer en ren kortslutning för höga frekvenser. Om du har en "ful" inverter som bara gör fyrkantsvåg eller där i närheten så kommer det generera större problem än om den ger en fin sinusvåg ut. En fykantsfåg sett i frekvensplanet är bara sinuskrvor med en massa otrevliga övertoner som sträcker sig långt upp i frekvens. Med en kapacitiv last kortsluts övertonerna ju högre upp de ligger och invertern strömbegränsar/går sönder.
Skillnaden mellan en "ful" inverter och en bättre (sinus ut) är i princip bara en fråga om moduleringshastighet på utgången, modulerar man fykant snabbt nog (likt PWM) så kan man mycket väl skapa en sinus (med hjälp av ett utgångsfilter naturligtvis).

På din sista fråga svarar jag att ja, det är klart du kan lägga till ett lågpassfilter för att jämna ut utsignalen, men det var ju precis det du räknade fram i början av tråden ( "100tals mH. " ). Otympligt stort alltså.

Det är en induktiv last som är gjord för att kopplas till elnätet och därmed har en faskompenseringskondensator som stör.

Och ja det är en fulinverter som bara ger fyrkantsvåg eller där i närheten.

Så om jag förstått det rätt så är min enda lösning om jag inte vill ta bort kondensatorn är att skapa en pulsbreddsmodulering för att generera en så sinuslik utspänning som möjligt som man sedan filtrerar (vad för typ av filtrering snackar vi om då? och tips om litteratur om hur man räknar på liknande filter?)

Detta pga otäcka övertoner vid ful AC ut från inverterare

Det är sådant man använder Spice-simulatorn till.

Visst man kan räkna fram till en del, men simulering - rätt tolkat - och lite stödjande mätningar på verkliga grejor ger ganska så intressanta men kanske inte så roliga resultat, då menar jag ringning, väldigt höga spänningar och väldigt höga strömmar vid ovarsamt valda komponenter.

Provade på vad man skulle filtrera om man har ren fyrkanvågomvandlare - dvs 230 Volts fyrkant utan dötid vid nollgenomgången.

för en 150 Watt omvandlare med last av 337 Ohm (10 Volt spänning offrad på dosseln ) så skulle det handla om en serieinduktans på 0.327 Henry, och då skall man ha klart för sig dämpningen är bara 16 dB vid 1 KHz vid 337 Ohms last. har man typ 50 Watt resistiv last så är dämpningen bara typ 8 dB.

---

Jag har en köpt fyrkantvågväxelriktare som ger kurvform enligt '5 ms 0 Volt, 5 ms 325 Volt, 5 ms 0 Volt, och 5 ms -325 Volt' per period.
Genomsnittspänningen blir ganska exakt 230 Volt. Kopplar man till en IKEA-golvlampa, så har lampan en liten RF-avstörningskonding på 100 nF - ansluter man den med röret urvridet så att den inte tänds så gör den där lilla kondingen att växelriktaren drar dubbla tomgångsströmmen (800 mA på 12 Volt) mot när växelriktare inte är inkopplad. - har titta med oscilloskop och litet strömmotstånd och här talar vi om strömspikar i 100 Ampere klassen under ca 1 us vid varje spänningsomslag på fyrkantvågväxelriktaren - medeleffekten är ganska låg, men det smäller som fasen när växelriktaren kopplar om var gång och det mesta blir i form av värme i trissorna - När man ser detta så häpnar man över vilka strömspikar som rusar genom systemet


Gjorde en modell av lysröret som 220 Ohm i serie med 1.758 Henry induktans ( för 20 watt i röret och 10 Watt förlust i drosseln) och avstörningskondingen @ 0.1 uF parallellt för att simulera IKEA-golvlysröret - den här stämmer ganska bra med verkligheten förutom att röret är mer eller mindre olinjär resistans.

Då den okompenserade lysrörsamaturen drar 0.37 Ampere så kan man ansluta max 2 st sådana på en 150 Watts inverter av strömmässiga skäl, trots att det är bara 60 Watt i förbrukning. Att koppla 3 uF som faskompensering per lysrör vågar man knappt göra så länge det är fyrkantvågriktare utan serieinduktans på utgången som broms.

Först byggde jag en enkel modell på växelriktaren för att se vilken serieinduktans som är lämplig vid 337 Ohm last och offrad 10 Volt spänningsfall på serieinduktansen - vilket gav ca 0.1 Henry...

Sedan satte jag 3 uF som faskompensering på varje modell av lysrör och anslöt 5 st sådana till modellen av växelriktaren med 0.1 H serie induktans på utgången.

Det är då man är glad att man skör i simulatorn och inte i verklighet - för då hade det blixtrat och brunnit - för filterserieinduktansen på växelriktaren tillsammans med de 5 lysrörens faskompenseringskondingar och lysrörets egen induktas tillsammans skapade ringningar med toppspänningar bra bit över 2000 Volt...

---

Summarium:

Det är väldigt knepigt att filtrera en befintlig fyrkantvåg-växelriktare tillräckligt väl för att den skall klara faskompenseringskondingar över huvud taget, Dom har redan idag väldiga problem med avstörningsfiltren i switchade aggregat med lägre verkningsgrad och värmebildning som följd - ansluten apparat behöver inte ens vara påknäppt för att växleriktaren ligger på gränsen vad dom klarar rent strömspiksmässigt - det räcker med att apparatpluggen är istucken baktill...

Skall man försöka ändå så måste man mäta upp lasten, växelriktare och dess kurvform och sedan får man simulera fram lämpliga värden och sedan hålla sig till dessa i en fast uppkoppling - man får alltså inte lägga till saker i eftehand, då vid ogynsamm blandning av kapacitiva och induktiva laster så kan spänningarna bli farligt höga förutom att det också kan förstöra ansluten utrustning med högspänning...

bara en snabb en, labbade lite med den nya sinusväxelriktaren

den tar kondinar bra, kollade tomgångsströmmen och den ökade från 1.45 till 1.55A när man kopplade på en 2.2 µf konding, om man bara räknar baklänges så borde den dra några A mera på 12v sidan om det inte tog det väl, återkommer när jag testat lite mera