Realität: Ströme in der Diodenplatte

[Q-Michael]

Hallo Hans,
das was Du da meinst ist die Kommutierung!
Stell Dir vor das eine der Dioden gerade leitet. Deren Induktivität ist jedoch aufmagnetisiert. In einer Ind. kann der Strom nicht springen! Jetzt kommt der Schnittpunkt, wo die eine Wechselspannung größer wie die andere wird. Leider ist in deren Ind. der Strom Null. Also leiten beide Dioden. Das ist kein Kurzschluss, sondern die "Kommutierungsspannung", das ist jetzt die Spannung (Uu-UV)/2 (das heisst dann mittenpotenzial) magnetisiert ein L auf und das andere ab.

Das ganze ist nicht einfach zu erklären. Ich brauche bei Studenten im 6. Semester bestimmt 2 Monate bei 2 Semesterwochenstunden.

Seit mehreren Wochen plane ich einen Erklärungsversuch. Jetzt muss man verschiedene Gesetze und Zusammenhänge voraussetzten oder hier erklären. Ich will jetzt nicht damit sagen das alle hier doof sind, aber es muss eine Erklärung so erfolgen, das man das ganze am besten erst als Einweggleichrichtung an ohmscher Last erklärt.
Dann mit Einweggleichrichtung, L an der Wechselspannungsseite und Spannungsquelle als Last.
Dann als Brückengleichrichter und dann mit Drehstrom.

In den ganzen Büchern, die ich kenne lehren die Kollegen das ganze an ohmsch-Induktiver Last oder sogar mit Konstantsrom. Das kommt aus der historie, weil man halt früher im Zug mit Gleichstrommaschinen gefahren ist. Da ist immer eine sehr große Induktivität in Reihe zur LAst

Wie gesagt eine schöne Sache für meine neue Vorlesung aber wird erst im SS 2017 gemacht.

VG Michael

PS: die Dioden sind da immer in Flussrichtung, das reverse recovery kann man bei diesen Dioden vernachlässigen

 

[Funkenschlosser]

Hallo Michael,
ich habe die Vermutung, dass der Autor der Textstelle
die Zwangskommutierung einer Gleichstrommaschine im Falle der Kommutierung ausserhalb der neutralen Zone 1:1 auf dieses Trafo/Ventil-Modell übertragen.

 

[hg_filder]

Ich bin gespannt ...

Lieben Dank, Hans

 

[GS_man]

Hi,

ich denke ich habe es verstanden wieseo Hans recht hat.
Leider nicht nach seinen Erklärungen.

Lass es mich mal versuchen anders zu formulieren.
Nehmen wir folgenden Fall an: an der Lichtmascine mit 3 Phaesn liegen an den Phasen U,V,W folgende Spannununen an:
U +9 V
V -5 V
W -2 V
(so ungefähr abgelesen aus den Phasendigrammen)
Normalerweise hätte ich gesagt, das ein Strom von U über 1 Diode auf + geht und der Rückstrom sich aufteilt auf V und W.
Aber wenn man sich dass mal genauer betrachtet, wird der Strom nur über V zurückfliessen, weil in dem Moment in dem die Diode zu V öffnet die Spannung an dem gemeinsamen Verbindungspunkt vor den Dioden die zu V und W führen zusammenbricht.
Wohlgemerkt: Nicht die Spannung im Bordnetz bricht zusammen , sondern nur die messbare Spannung zwischen dem Verbindungspunkt und den Phasen mit negativer Spannung.
Also fliesst der Strom tatsächlich nur über 2 der Dioden, nicht über 3 weil eine Aufteilung nicht stattfindt solange die Spannungen sich unterscheiden. Sobald sich 2 Spannungen annähern (jedesmal wenn sich im Diagram 2 der Phasenkurveb schneiden) sieht das anders aus.


mfg GS_man

 

[Q-Michael]

Hi,

ich denke ich habe es verstanden wieseo Hans recht hat.
Leider nicht nach seinen Erklärungen.

Lass es mich mal versuchen anders zu formulieren.
Nehmen wir folgenden Fall an: an der Lichtmascine mit 3 Phaesn liegen an den Phasen U,V,W folgende Spannununen an:
U +9 V
V -5 V
W -2 V
(so ungefähr abgelesen aus den Phasendigrammen)
Normalerweise hätte ich gesagt, das ein Strom von U über 1 Diode auf + geht und der Rückstrom sich aufteilt auf V und W.
Aber wenn man sich dass mal genauer betrachtet, wird der Strom nur über V zurückfliessen, weil in dem Moment in dem die Diode zu V öffnet die Spannung an dem gemeinsamen Verbindungspunkt vor den Dioden die zu V und W führen zusammenbricht.
Wohlgemerkt: Nicht die Spannung im Bordnetz bricht zusammen , sondern nur die messbare Spannung zwischen dem Verbindungspunkt und den Phasen mit negativer Spannung.


mfg GS_man

so ungefähr.
allerdings fließt bei deinen Spannungen gar nix, weil Du noch unter der Bordnetzspannung bist.

 

[GS_man]

so ungefähr.
allerdings fließt bei deinen Spannungen gar nix, weil Du noch unter der Bordnetzspannung bist.

Äh...
+9 V und -5V ergeben bei mir in Differenz 14 V, da sollte schon ein Strom fliessen...


mfg GS_man

 

[Funkenschlosser]

Äh...
+9 V und -5V ergeben bei mir in Differenz 14 V, da sollte schon ein Strom fliessen...


mfg GS_man

Tja,
wenn man aber die Durchlassspannung der beteiligten Dioden abzieht (ca. 2x0,7V) bleiben noch 12,6V für die Batterieklemmen übrig. Klemmenspannung der geladenen Batterie ca. 12,6V, da bleibt ausser einem lauen Lüftchen für die Batterie nix übrig.

Richtig, die Ladekontrollleuchte ist natürlich aus.

 

[GS_man]

, insbesondere werden ja idealisierte Bauteile bei der Berechnung vorausgesetzt, sonst wären bei der Berechnung die ohmschen Widerstände und die Durchflussspannung der Dioden mit eingeflossen.

mfg GS_man

 

[hg_filder]

[...]
Nehmen wir folgenden Fall an: an der Lichtmascine mit 3 Phaesn liegen an den Phasen U,V,W folgende Spannununen an:
U +9 V
V -5 V
W -2 V
(so ungefähr abgelesen aus den Phasendigrammen)

Hab das mal in ein Bild gefasst:

Blaue neg. Diode und rote pos. Diode leitend, graue Diode gesperrt
So gemeint?

Normalerweise hätte ich gesagt, das ein Strom von U über 1 Diode auf + geht und der Rückstrom sich aufteilt auf V und W.
Aber wenn man sich dass mal genauer betrachtet, wird der Strom nur über V zurückfliessen, weil in dem Moment in dem die Diode zu V öffnet die Spannung an dem gemeinsamen Verbindungspunkt vor den Dioden die zu V und W führen zusammenbricht.

Zu V oder zu W?

Wohlgemerkt: Nicht die Spannung im Bordnetz bricht zusammen , sondern nur die messbare Spannung zwischen dem Verbindungspunkt und den Phasen mit negativer Spannung.

Ich geb dir Recht, meine Beschreibung ist missverständlich: Ich meinte auch die Spannung am Generator/vor dem Gleichrichter, nicht die Boardspannung.

Also fliesst der Strom tatsächlich nur über 2 der Dioden, nicht über 3 weil eine Aufteilung nicht stattfindt solange die Spannungen sich unterscheiden. Sobald sich 2 Spannungen annähern (jedesmal wenn sich im Diagram 2 der Phasenkurveb schneiden) sieht das anders aus.
mfg GS_man

Nur: welcher Effekt lässt die Diode sperren?

Hans

 

[Funkenschlosser]

......ist es nachvollziehbar, wieso antiseriell geschaltete Dioden zu irgendeinem Zeitpunkt Ströme in Sperrrichtung (man schreibt von Kurzschlussstrom!)
zulassen, insbesondere werden ja idealisierte Bauteile bei der Berechnung vorausgesetzt, sonst wären bei der Berechnung die ohmschen Widerstände und die Durchflussspannung der Dioden mit eingeflossen.

mfg GS_man

Bitte nicht einzelnen Sätze aus dem Zusammenhang reissen, wir sind hier in einer fachlichen Diskussion und nicht beim Schlagabtausch.
Bei einem Beispiel mit konkreten Spannungen nimmt man natürlich auch die Durchlassspannung der Halbleiter mit auf.

 

[GS_man]

Tja,
wenn man aber die Durchlassspannung der beteiligten Dioden abzieht (ca. 2x0,7V) bleiben noch 12,6V für die Batterieklemmen übrig. Klemmenspannung der geladenen Batterie ca. 12,6V, da bleibt ausser einem lauen Lüftchen für die Batterie nix übrig.

Richtig, die Ladekontrollleuchte ist natürlich aus.

Gut dann etwas ausführlicher:

1) Das war nur ein ungefähres Beispiel mit glatten Zahlen damit sich das gut rechnen lässt

2) Es wurde für besseres Verständnis von den normalen Primärfunktionen der Bauteile ausgegangen. Nebenfunktionen (eher passend Nebenwirkungen), die für das Verständniss unwesentlich sind wurden ausgeblendet

Und 3) Natürlich wird die Batterie auch in dem Beispiel geladen, denn so funktionieren auch reale Dioden nicht. Der Spannungsabfall von 0,7 Volt pro Diode den Du da zitierst ist kein statischer Wert. Und da an einer Unterbrechung in einem Stromkreis (egal an welcher Stelle) immer die volle Spannung der Spannungsquelle abfällt, kommen an der Batterie immer noch 14 Volt an.

Edit: Orthografie

mfg GS_man