Beste mede elektronica techneuten,
Ik lees hier al een hele tijd mee op het forum en hoop kunnen leren. Nu toch maar eens een account aan gemaakt want zit met een vraagje waar ik niet uit kom. Hopelijk kan iemand mij hier helpen.
Ik ben 3e jaars elektrotechniek student en houd me tijdens mijn stage (van een half jaar) bezig met het ontwikkelen van een DC-kantoor omgeving. De bedoeling is om tijdelijk een bestaand AC-net dat binnenkomt gelijk te richten en een kantooromgeving op DC te laten werken.
Ik loop op dit moment tegen het volgende probleem;
Elk groot kantoorgebouw heeft op dit moment een transformator staan waar 3-fase 10kV (soms 20kV) op binnenkomt. Dit komt als driehoekschakeling binnen. In de transformator wordt natuurlijk de spanning omgezet, maar ook wordt er secundair een sterschakeling toegepast. Dus er wordt een aardpin de grond in geslagen en de fase worden als ster geschakeld met als middelpunt aarde.
Secundair moeten deze fase gelijkgericht worden. Het mooiste is natuurlijk om daar een zo hoog mogelijke spanning uit te krijgen (om met een buck-converter later naar beneden te brengen). Maar hoe kan ik een 3-fasig singaal welke ster geschakeld is gelijk richten? Ik heb een hoop proberen te simuleren in multisim maar wordt er niet duidelijker van.
Op internet vind ik voornamelijk deze schakeling die bij driehoek wordt toegepast. Maar werkt hij ook bij ster? En wat doe je precies met de aarde?
Ik hoop dat iemand mij duidelijkheid kan geven. Alvast bedankt!
Helaas kan ik je niet tot in detail deze dingen uitleggen, maar ik ontaardde twee topics die je zouden kunnen helpen, voornamelijk over aarding :nummer 1 en 2. Heb je hier wat aan?
Wat er in jouw schema gebeurt is dat de spanning wordt gelijkgericht tot de spanning tussen de fasen (~400V~570V). Dat zal niet hoger worden zonder aparte constructies met cascades van diodes etc.
Groet,
Kruimel
eerste plaatje van google: 
Dat deze nog een relatie met aarde hebben is niet van belang. Of snap ik je vraag niet?
(begrijp ik het goed dat je een heel gebouw op DC wilt zetten i.p.v. AC? waarom zou je dat willen?)
[Bericht gewijzigd door Jan klaasen op (11%)]
@kruimen,
Bedankt voor de snelle reactie. Ik zal ze door nemen maar zo op het eerste gezicht kom ik er niet echt verder mee. Ik weet hoe het werkt alleen het gelijk richten kom ik maar niet verder mee.
@Jan Klaasen,
Ik snap wat je hier neer zet. Dat staat ook in mijn begin post maar ik krijg het er met simulaties niet uit. Ik vermoed dat dit zo aansluiten alleen werkt als er gebruik wordt gemaakt van een driehoek schakeling. Voor ster krijg ik hier in de simulaties geen goede waarde uit. Krijg het in geen mogelijkheid werkend. Daarnaast heb ik nog een aarde waar ik naar moet kijken.
[Bericht gewijzigd door Huug9371 op (51%)]
Wat snap je niet? Dat plaatje wat is gaf kun je niet meer verder vereenvoudigen.
Snap je enkel fase (L en Nul) gelijkrichten wel? Dan is dit hetzelfde maar dan met L1 en L2..... en daar zetten we dan L3 ook nog bij. In theorie dan en sterk vereenvourdigd.
[Bericht gewijzigd door Jan klaasen op (88%)]
Op 7 september 2015 14:41:48 schreef Kruimel:
Wat er in jouw schema gebeurt is dat de spanning wordt gelijkgericht tot de spanning tussen de fasen (~400V).
Dat word een heel stuk hoger dan 400V, ongeveer 570Vdc om precies te zijn.
Hoe ik een 3-fase die in driehoek staat kan gelijkrichten naar 1 dikke gelijkspanning.
De hoogte van de spanning maakt niet uit. Hoe hoger hoe beter eigenlijk.
[Bericht gewijzigd door Huug9371 op (29%)]
Het maakt helemaal niks uit of jouw AC uit ster of driehoek komt: je hebt drie fasen, de richt je gewoon gelijk met 6 diodes.
Even terug op: DC-kantoor omgeving
wat moet ik me daarbij voorstellen en waarom?
Op 7 september 2015 14:50:27 schreef GJ_:
[...]Dat word een heel stuk hoger dan 400V, ongeveer 570Vdc om precies te zijn.
Je hebt gelijk, ik pas het aan!
Om even antwoord te geven op de ts zijn vragen:
- Een driefasig signaal kan je gelijkrichten met de schakeling die je zelf gaf. Je hebt niets te maken met de manier waarop de transformator geschakeld is, want dat maakt niets uit voor de golfvormen die je krijgt. In ster schakelen is soms handiger als er belastingen zijn die op een enkele fase werken. Die worden dan aangesloten tussen de nul en één van de fasen. Die spanning is ook lager dan die tussen de fasen en kan voor kleine gebruikers praktischer zijn. Daarom hebben huizen intern ook nuldraden, dat zijn de draden die op het midden van de driefasentransformator zijn aangesloten. Hierop zal meestal maar een kleine spanning staan ten opzichte van aarde. Die spanning wordt veroorzaakt doordat er stroom door de draad loopt waardoor er spanning staat tussen de nul bij de gebruiker en de aarde bij de transformator. Daarom wordt er ook een aparte aarde aangeboden die direct verbonden is met de fysieke aarde bij het pand.
- Ja de schakeling werkt dus ook bij sterschakeling van de transformator. De middelste aansluiting wordt in dit geval blijkbaar bij de transformator geaard. Er is echter een verschil tussen aarde en de nul. Ik denk dat je dat niet helemaal snapt. Daarom verwees ik je naar het andeer forum, want daar kwam het onderwerp ter sprake. De routine om de nulleider te aarden heeft te maken met het feit dat de geleiders in het systeem anders kunnen gaan zweven ten opzichte van de aarde en daar dus hogere spanningen op kunnen ontstaan dan tussen de fasen zonder dat dit opgemerkt wordt. Dan vormt het stroomnet een aanraak-/overslaggevaar, wat je eigenlijk niet wil. De aarde kan je nu gebruiken om de behuizing van de apparatuur op aan te sluiten.
Is dit duidelijker?
Groet,
Kruimel
[Bericht gewijzigd door Kruimel op (80%)]
@GJ_,
Ik heb hier de simulaties daar van. Het enige wat ik niet helemaal begrijp is waar ik mijn benodigde aarde vandaan kan halen. Er moet wel gebruik gemaakt kunnen worden van een aardlek. Daarnaast is de gelijkgerichte spanning veel hoger dan verwacht (400V*wortel(2)=565V). De plaatjes spreken voor zich;
Uit de gelijkrichter komt dus 1000VDC, terwijl we 565 verwachten?
@Jan klaasen,
Het is in opdracht van een bedrijf wat wil onderzoeken of dit interessant is. De conclusie kan ik nu al geven. Dit is interessant. Kijk bijvoorbeeld eens naar de projecten die Direct Current B.V. hebben uitgevoerd. Gelijkstroom is de toekomst en uiteindelijk zal (bijna) alles naar gelijkstroom gaan. De meeste groene energievoorzieningen wekken immers allemaal gelijkstroom op en alle apparaten die we gebruiken hebben gelijk een gelijkrichter. Zo zijn er nog een hoop redenen waarom we over moeten gaan (denk aan een dc smartgrid en ergelijke).
565Vdc klopt precies. Als jij in je simulatie bijna 1000Vdc weet te maken is je simulatie fout 
De spanningen in je grafiek voor de 3 fasen zien er "raar" uit. Kloppen die wel? (da's eigenlijk geen vraag)
[Bericht gewijzigd door GJ_ op (36%)]
Maar volgens het blauwe lijntje (gelijkrichter) komt er 1000V uit? Ik snap dat ik iets fout doe maar wat zou dat kunnen zijn?
En waar kan ik mijn aarde aanleggen. Als ik mijn aarde in het sterpunt moet laten zitten waar hij is, kan ik dan mijn aarde aan de 0 van de DC spanning koppelen?
[Bericht gewijzigd door Huug9371 op (63%)]
Ja, maar 1100V niet. Dat komt omdat jouw spanningsbron 400V levert, maar in een driefasennet wordt er over 230/400V gesproken als de spanning tussen de fasen 400V is. Hier is de spanning tussen de fasen groter omdat je de transformator in ster hebt aangesloten. Zet je spanningsbronnen eens op 230V.
Op 7 september 2015 15:13:18 schreef Huug9371:
En waar kan ik mijn aarde aanleggen? Als ik mijn aarde in het sterpunt moet laten zitten waar hij is, kan ik dan mijn aarde aan de 0 van de DC spanning koppelen?
Nee, dat kan dus niet, want die spanning is afgeleid van één van de fasen.
Groet,
Kruimel
[Bericht gewijzigd door Kruimel op (34%)]
en hang je massa OOK eens achter de gelijkrichter (in de simulatie)
[Bericht gewijzigd door Jan klaasen op (16%)]
Bij mij komt er gewoon dit uit (klik voor groter):
Rood = bovenste (ster); groen = onderste (driehoek).
e: Oh wacht, intussen zijn er al wat plaatjes bijgekomen.
[Bericht gewijzigd door Frederick E. Terman op (15%)]
Hierbij de aarde in het sterpunt en op de 0 van de gelijkrichter geplaatst en naar 230VAC:
Nu kom ik inderdaad netjes op de verwachte spanning uit. Enkel zijn de fase niet mooi in beeld zoals je zou verwachten? Ik had verwacht dat de fase allemaal de zelfde 0 doorgang zouden hebben. Nu is de ene bijna niet te zien omdat hij veel lager zit? Het lijkt nu alsof enkel de groene sinus hem netjes gelijkricht?
@ Frederick E. Terman,
Mag ik vragen welke software je gebruikt?
Op 7 september 2015 15:19:15 schreef Frederick E. Terman:
Bij mij komt er gewoon dit uit (klik voor groter):
Wat voor spanningen heb je op de bronnen ingesteld?
Op 7 september 2015 15:09:09 schreef Huug9371:
[...]
Het is in opdracht van een bedrijf wat wil onderzoeken of dit interessant is. De conclusie kan ik nu al geven. Dit is interessant. Kijk bijvoorbeeld eens naar de projecten die Direct Current B.V. hebben uitgevoerd. Gelijkstroom is de toekomst en uiteindelijk zal (bijna) alles naar gelijkstroom gaan. De meeste groene energievoorzieningen wekken immers allemaal gelijkstroom op en alle apparaten die we gebruiken hebben gelijk een gelijkrichter. Zo zijn er nog een hoop redenen waarom we over moeten gaan (denk aan een dc smartgrid en ergelijke).
Niet naïef wezen, de voordelen zijn vast heel spectaculair uitgelegd, maar er zijn wel bezwaren met het deactiveren en vervangen van nagenoeg elk elektrisch apparaat op de planeet samen met alle infrastructuur die we tot nu toe hebben aangelegd. Op kleinere schaal kan het voordeliger zijn als de oplossing wat minder grof is dan een gelijkrichter en een grote elco. Dan heb ik het over stroomfactorcorrectie en een praktische gelijkspanning.
Op 7 september 2015 15:21:33 schreef Huug9371:
Hierbij de aarde in het sterpunt en op de 0 van de gelijkrichter geplaatst en naar 230VAC:
[afbeelding]
Nu kom ik inderdaad netjes op de verwachte spanning uit. Enkel zijn de fase niet mooi in beeld zoals je zou verwachten? Ik had verwacht dat de fase allemaal de zelfde 0 doorgang zouden hebben. Nu is de ene bijna niet te zien omdat hij veel lager zit?
Omdat je met het aan aarde leggen van je nul kortsluiting genereert zodra elk van de fasen onder de 0V is. Plot de stromen eens anders...
Groet,
Kruimel
Je hebt maar 3 diodes nodig en de - van de elco aan aarde. De onderste 3 kunnen er uit. Nog sterker, daar heb je nu een spanningsverdubbelaar mee gemaakt.
Aan de schema's kleven een paar grote nadelen:
1) De transformator wordt alleen in de toppen van de sinus belast. Dit zorgt voor een erg grote rms stroom in de trafo en in de diodes. Je voldoet ook niet aan wettelijke eisen voor netharmonischen. Je kunt dit alleen oplossen door de elco weg te laten en op de DC bus met een preconditioner (PFC) te beginnen.
2) De hoge DC spanning lijkt interessant, maar vergis je niet in de kosten en afmetingen voor stekers en zekeringen voor dergelijke spanningen.
3) Gelijkspanning is veel gevaarlijker dan wisselspanning.
Toch veel succes met jouw project!
Bert
Dc voor speciale toepassingen en transport in bepaalde gevallen kan ik in komen.
In een kantoor gebouw zie ik toch wat dingen die onhandig zijn. Een eenvoudige lichtschakelaar voldoet al snel niet meer, denk ik vlambogen! Even als stekers uit stopcontacten trekken terwijl het apparaat nog aanstaat. (dat doet kantoorpersoneel)
Dat Direct Current claimt dat apparaten minder componenten kunnen bevatten. Gezien er bijna niets op een hoge spanning (DC of AC werkt) en tegenwoordig in bijna alle apparaten een schakelende voeding zit scheelt dat ongeveer een gelijkrichter en een elko (nou ja die kan wellicht wat kleiner)
Wat voor spanningen heb je op de bronnen ingesteld?
Bronnen zijn 230Vrms. Maar het ging mij meer om de opmerking:
Voor ster krijg ik hier in de simulaties geen goede waarde uit.
Maar ster lukt juist gemakkelijk.
Bij driehoek wil de sim er niet aan beginnen met ideale bronnen (en terecht; je sluit immers, rondgaand, een serieschakeling van drie spanningsbronnen kort). Met een inwendige weerstand erbij vind de sim het prima.
@TS: sim is Simetrix.
@Kruimel,
Op mijn bronnen staat nu 230Vrms, gekoppeld dus 400V.
Over de inhoudelijkheid van het gebruik van DC wilde ik het hier niet hebben. Daar zou ik later wel een nieuw topic willen openen om the brainstormen. De meeste problemen zijn al opgelost. Enkel moet de massa nog over. Kijk eens naar wat Direct Current bijvoorbeeld al heeft gedaan. www.directcurrent.eu de site werkt bij mij nu niet (vanochtend wel). Daarnaast zijn de netbeheerders al lang bezig om een DC-smart grid te gaan gebruiken. Google daar maar eens op 
hmm, dat met de kortsluiting snap ik. Beide kan ik ze niet aan aarde hangen maar is in de simulaties de enige optie om de juiste spanning te krijgen. Waar moet ik de aarde nou aan hangen?
@Frederick E. Terman, bedankt, daar ga ik eens naar kijken voor er bij. voor de snelle simulaties
Op 7 september 2015 15:32:56 schreef Frederick E. Terman:
[...]Bronnen zijn 230Vrms. Maar het ging mij meer om de opmerking:
[...]Maar ster lukt juist gemakkelijk.
Bij driehoek wil de sim er niet aan beginnen met ideale bronnen (en terecht; je sluit immers, rondgaand, een serieschakeling van drie spanningsbronnen kort). Met een inwendige weerstand erbij vind de sim het prima.
Zo te zien heeft hij wel een zekere weerstand in het systeem gemodelleerd, maar waarschijnlijk zit die in de diodes (vandaar dat die kortsluiting toestaan).
@TS: sim is Simetrix.
Het is duidelijk dat je er heel snel een simulatie mee op kan zetten, my word! 
Op 7 september 2015 15:34:49 schreef Huug9371:
Op mijn bronnen staat nu 230Vrms, gekoppeld dus 400V.
Mooi! Wat betekent V(0)? Misschien is dat niet de massa. Haal dat eens weg. Het lijkt er op dat hij hij daarmee verwijst naar de laagste spanning in het systeem of zo.
Over de inhoudelijkheid van het gebruik van DC wilde ik het hier niet hebben. Daar zou ik later wel een nieuw topic willen openen om the brainstormen. De meeste problemen zijn al opgelost. Enkel moet de massa nog over. Kijk eens naar wat Direct Current bijvoorbeeld al heeft gedaan. www.directcurrent.eu de site werkt bij mij nu niet (vanochtend wel). Daarnaast zijn de netbeheerders al lang bezig om een DC-smart grid te gaan gebruiken. Google daar maar eens op
Dan zal ik het niet hebben over de inhoudelijkheid.
hmm, dat met de kortsluiting snap ik. Beide kan ik ze niet aan aarde hangen maar is in de simulaties de enige optie om de juiste spanning te krijgen. Waar moet ik de aarde nou aan hangen?
Ja, volgens mij is er ergens verwarring met variabelen.
Groet,
Kruimel
[Bericht gewijzigd door Kruimel op (44%)]
Je AC klopt al niet. Je moet natuurlijk wel met 400Vac beginnen.
edit, dat was al duidelijk. Af en toe de browser verversen helpt
[Bericht gewijzigd door GJ_ op (38%)]