von Ney am Montag 18. Mai 2015, 07:24
Hallo zusammen,
Wie versprochen werden wir ein wenig betrachten, womit wir es zu tun haben. Ich hatte behauptet, dass der Filter nicht für diesen speziellen Fall ausgelegt ist. Der Grund war, dass wir hier nicht mit Gleichtaktstörungen zu tun haben.
Man sieht es im Blockschaltbild, dass eine Störquelle Gleichtakt produziert, wenn sie die Potentiale auf "L" und "N" gegenüber der Erde anhebt. Wenn der Stromkreis geschlossen wird, so kommt ein Störstrom zustande. Diese Ströme nennt man asymmetrisch, da sie nicht über "L" hin und über "N" zurück fließen, sondern über die Erdleitung.
Diese Störströme werden sehr gut mit einer sog. stromkompensierten Drossel unterbunden. Man sieht es eigentlich im zweiten Bild, wie sie funktioniert. Der Trick steckt darin, dass die fließenden Ströme jeweils ein B-Feld in dem gemeinsamen Kern verursachen. Bei Strömen, die im Gleichtakt fließen, wird diese Spule hochimpedant. Sie bleibt aber bei Strömen, die im Gegentakt fließen (bei Netzströmen) niederimpedant. Die verursachten B-Felder heben sich bei Netzströmen gegenseitig ab. Sollte das nicht ausreichen, so wird der Rest mit zusätzlichen Y-Kondensatoren (Cy) abgefiltert.
Es lässt sich also sagen, dass eine derartige Spule kaum Wirkung bei den symmetrischen Strömen hat. In Wirklichkeit hat sie aber dennoch Streuinduktivitäten, die nicht magnetisch gekoppelt sind, sprich keinen gemeinsamen Kern haben, den sie auch gemeinsam, wie gezeigt, beeinflussen können. Daher wirkt in der Realität ein derartiges Bauteil auch gegen symmetrische Ströme ("L" hin, "N" zurück) etwas bedämpfend. Es ist aber, wenn man so will, eine Art Krücke, die sich unerwünscht nebenbei ergibt.
Im Falle der Rundsteuersignale liegt die Quelle in Serie zu der Netzspannung und damit sind diese Ströme auch symmetrisch, wie die Netzströme selbst. Dagegen würde z.B ein Filter aus einer normalen Induktivität und einem Kondensator zwischen "L" und "N" wirken. Das wäre ein Tiefpass zweiter Ordnung.
Was Bernd gemeint hat, wäre quasi die Induktivität der Leitung zu nutzen und nur noch ein Kondensator zwischen L und N zu montieren.
Das wird aber nicht funktionieren, um nicht zu sagen eine derartige Geschichte hat noch einen Hacken. Mal sehen:
1) Für eine kleine überschlägige Berechnung schätzen wir eine Leitungsinduktivität von nicht mehr als 10nH/cm. Leitungen, die mehr haben sind eigentlich unerwünscht, da dies eine eigentlich parasitäre Eigenschaft ist. Was sollen wir als Länge annehmen? Vielleicht 30m für "L" und noch ein mal 30m für "N", macht insgesamt 60m.
Damit wäre die gesamte Induktivität nicht größer als 60µH
Mit einer Kapazität von 1µF (Vorschlag von Bernd) beginnt eine dämpfende Wirkung bei der Frequenz f = 1/[2*Pi*Wurzel(L*C)] = 20,5kHz >> 750Hz
Damit werden die 700Hz voll übertragen, sprich der Filter hätte gar keine Wirkung
Umgekehrt müsste die Frequenz eigentlich bei etwa 100Hz liegen, damit bei 750Hz nur noch eine geringe Amplitude übrigbleibt. Das bedeutet mit C = 1µF bräuchte man eine Induktivität
L = [(1/(2*100Hz*Pi))^2]/C = 2,5H
Das ist ein Riesenteil. Eine derartige Spule müsste auch viel Strom können. Um die Größe zu reduzieren, müsste man den Kondensator wiederum vergrößern.
2) Dieser LC-Kreis weist aber bei der zu wählenden Grenz-Frequenz auch eine Resonanz der Spannungen auf. Das bedeutet die Spannungen auf L und C wären bei 100Hz um 180° phasenverschoben und aber unter Umständen riesig. Es sei denn die parallel zum Kondensator geschalteten Verbraucher würden so viel Strom entnehmen, dass die Amplitude der Spannung auf dem Kondensator bei Resonanz zu der Netzamplitude wieder runtergeklopft wird. Eine berechtigte Frage wäre, woher sollte eine 100Hz-Komponente herkommen, damit der LC-Kreis angeregt wird? Irgendwelche Verbraucher können immer solche Frequenzkomponenten erzeugen, sei es auch nur als Seitenbänder von anderen Frequenzen. Kurz gesagt ist das eine sehr gefährliche Angelegenheit!!!
Die einzige praktikable Lösung ist, den Hersteller der LED-Lampen in die Pflicht zu nehmen. Das hat auch rechtliche Gründe, denn es ist auch eine versicherungstechnische Angelegenheit, wenn nicht zugelassene Leute am Netz basteln
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Ney am Montag 18. Mai 2015, 07:30, insgesamt 1-mal geändert.