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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik AC Magnetventil mit DC absteuern


Autor: achim (Gast)
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Hallo,

ich hätte eine Frage bezüglich der Ansteuerung eines 24V,50Hz 
Magnetventils.

Dieses hat laut Datenblatt einen Anzugsstrom von 450mA und einen 
Haltestrom von 270mA.

Die Magnetspule kann man sich ja als Serienwiderstand mit ohmschen 
Anteil R und induktiven Anteil von 2pi*50Hz*L vorstellen.
Gibt man 24V, 50Hz darauf sollte sich der Anzugsstrom einstellen.

Wenn ich nun den Blindwiderstand abziehe, welcher bei einer DC Speisung 
nicht wirkt, dann bleibt nur noch der ohmsche Anteil übrig.
Nun könnte ich doch eine angepasste DC Spannung verwenden:

IAC=24VAC/(R+2pi*f*L) --> IAC!=IDC --> UDC=IAC*R

Rechenbeispiel: L=100mH, R=23 Ohm

IAC=450mA --> UDC=450mA*23 Ohm=10,3V

Ist meine Überlegung richtig oder habe ich vielleicht was grundlegendes 
bei Magnetventilen übersehen ? Ich könnte mir vorstellen, dass die 
Ventile mindestens eine Diode integriert habe, damit kein Wechselfeld 
entseht und bei zu niedriger Spannung oder Frequenz der Schließer das 
"Flattern" anfangen könnte.

Vielen Dank schon mal

Grüße
Achim

Autor: Gast (Gast)
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Hört sich gut an und müsste so gehen.
Ich denke aber dass keine Diode im Ventil ist.
Man hört bei denen den 100Hz-Brumm.
Bei Wechselspannung ist der Strom auch schön sinusförmig,
was mit einer Diode nicht der Fall währe.
Ich würde es einfach testen und das Ventil mal umpolen.
Das Ventil wird sich gleich verhalten.

Durch die Ansteuerung mit Gleichstrom könnte das Einschalten
des Ventils etwas langsamer sein.

Autor: achim (Gast)
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Ich glaube garnicht dass es langsamer einschaltet, da der sich 
aufbauende Strom und damit das Magnetfeld ja die Sprungantwort auf ein 
R-L ist. Der Sinus hätte zwar eine höhere Amplitude, aber im ungünstigen 
Fall schaltet man im Nulldurchgang.

Die Ventile habe ich noch nicht, aber ich werde berichten was genau 
dabei rauskommt.

Autor: ..... (Gast)
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wenn du die Ventile noch nicht hast, warum kaufst du dann nicht gleich 
welche für Gleichspannung?

Autor: Gast (Gast)
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Bei dem Magnetventil, dass ich gemessen habe war der Anzugsstrom etwa 
eine Halbwelle lang etwa 40% größer. Der größere Luftspalt vor dem 
Anziehen führt zu einer kleineren Induktivität. Das heißt, die höhere 
Amplitude der Sinusspannung kann das Ventil leichter einschalten.
Bei Problemen kann man ja die Gleichspannung beim Einschalten erhöhen.

Soll das Ventil genau so schnell abschalten, wie bei Wechselspannung 
dann sollte man als Freilaufzweig eine Diode mit ZDiode in Serie 
verwenden.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Die ideale Lösung dürfte daher kurzzeitig ein hoher Strom beim 
Einschalten sein, danach reicht ein weitaus geringerer. Dies kann man 
z.B. gut per PWM machen.
Oder ganz einfach mit einem Vorwiderstand zu dem parallel ein Elko 
liegt.

Autor: achim (Gast)
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"wenn du die Ventile noch nicht hast, warum kaufst du dann nicht gleich
welche für Gleichspannung?"

Ich habe da einen guten shop gefunden, der mir ein komplettes system zum 
fairen preis anbietet und da sind leider nur AC Ventile dabei:

http://behr-beregnung.eshop.t-online.de/epages/Sto...

Wenn ich es mit DC ansteuere, dann wird es kein Problem sein über PWM 
den Anzugs- und Haltestrom zu managen. Da ich nicht permanent mit 
Anzugsstrom speisen mag und mich vor der Phasenanschnittsteuerung 
drücken mag bin ich auf die Überlegung gekommen es mit DC anzusteuern.

Ungesteuert hatte ich mir überlegt einen PTC vorzuschalten. Das wäre 
allerdings nur eine theoretische Lösung, da es eine derart spezielle 
Kennlinie wohl nicht gibt und die Ströme zu stark von der temperatur 
abhängig sind.

Autor: Dirk J. (dirk-cebu)
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Hast schon mal daran gedacht, einen 24V Trafo zu verwenden?

Autor: Dirk J. (dirk-cebu)
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Bei einem Relais oder Magnetventil geht es nicht um die Spannung ODER 
den Strom, sondern um die Leistung. Bei Deiner Berechnung mit 
Wechselspannung gehst Du von 24V und 0,45A aus, macht 10,8W. Bei Deiner 
Gleichspannungsrechnerei sind es 10,3V und 0,45A, macht 4,635W. Das ist 
erheblich weniger als die halbe Leistung zum Anziehen, das wird nichts. 
Bei einem Gleichspannungswiderstand von 23 Ohm brauchst Du 15,75V um 
10,8W zu verbraten.
MfG Dirk

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Dirk J. schrieb:
> Bei einem Relais oder Magnetventil geht es nicht um die Spannung ODER
> den Strom, sondern um die Leistung.

Nein, es geht ganz alleine um den Strom, denn der erzeugt das 
Magnetfeld. Die Spannung ist uninteressant, denn der Spannungsabfall 
nach dem Anziehen bei Gleichspannung wird zu 100% durch den 
Drahtwiderstand der Wicklung verursacht und in Verlustleistung 
umgewandelt.

Autor: Zweifler (Gast)
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> IAC=450mA --> UDC=450mA*23 Ohm=10,3V

Zum Einschalten braucht das AC-Relais:

P = U x I    24V x 0,45A = 10,8W

Dein DC-Relais soll dann mit 10,3V x 0,45A anziehen ?
 10,3 x 0,45 = 4,635W

Das ist weniger als die Hälfte.

Autor: achim (Gast)
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"Hast schon mal daran gedacht, einen 24V Trafo zu verwenden?"

Klar, habe hier sogar einen sehr netten rumliegen, aber ich will den 
Anzugs- und Haltestrom eben gerne regeln, bzw. steuern und versuche den 
Aufwand mit der Phasenanschnittsteuerung zu umgehen. Hatte mal so ein 
projekt, bei dem ich 4 getrennte Phasenanschnitte gemacht habe und hatte 
da Probleme mit den Interrupts.

Ich glaube du irrst dich mit dem Ansatz, dass die Leistung konstant 
gehalten werden muss. Es muss lediglich sichergestellt sein, dass der 
magnetische Fluss konstant gegenüber der AC Speisung ist und dieser ist 
proportional zum el. Strom. (Windungszahl*Strom).
Und bei deiner Leistungsbilanz gehst du davon aus, dass ich die 
Blindleistung zum Schalten brauche. Bei AC ist für die eigentliche 
Wirkung des Schaltens nut die Wirkleistung interessant.

Danke Benedikt K., jetzt habe ich deinen Beitrag auch gelesen ;-)

Ich werde auf jeden Fall Tests und Messungen machen und dann davon 
berichten.

Nochmal zurück auf das reine Hardwareproblem:

Weis vielleicht jemand ob sich AC Ventile generell in ihrer Hardware 
(bis auf die Auslegung der Spule) von DC Ventilen unterscheiden ?

Autor: testit (Gast)
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phasenanschnitt an induktiver Last ist eh so ne Sache

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