Ist vielleicht eine etwas exotische Frage, aber dennoch: Ich möchte einen Kondensator 20.000 uF, geladen auf 30 V sehr schnell quasi in einen niederohmige Last entladen. Bisher mache ich das über zwei Drähtchen, die ich verbinde - das erzeugt natürlich einen ordentlichen Funken (und etwas Ozon). Mit welchem Schaltelement schaltet man so etwas typischerweise (ich brauche hohe Stromgradienten und will wenig Energie beim Schalten verlieren). Zweck der Übung ist das "Freibrennen" von Brushlessmotoren, deren Isolation beschädigt ist, bei denen also das Kupfer des Kupferlackdrahtes Kontakt mit dem Eisen des Stators hat. Durch die Stromimpulse brennt ein Stückchen Eisen des Stators weg (weil schlechtere Strom- und Wärmeleitfähigkeit als Kupfer) und die Spule ist wieder isoliert. Keine Sorge, es handelt sich um Motoren an Kleinspannungen <= 4.2 Volt - es besteht also keine Gefahr oder hoher Isolationsbedarf. Der Funke, der beim "schalten" des Kondensators an Spule und Stator entsteht klaut mir Energie, die ich gerne zum Wegbrennen verwenden will. Einfach mehr Kapazität oder Spannung ist keine Lösung, da ich die Energie gerne etwas dosieren möchte, aber das geht bei einem Funken schlecht. Relais und "Löschglieder" scheiden schon mal aus - hier wird die Energie ebenfalls vernichtet. Macht man sowas mit Bipolartransistoren, MOSFETs, Triacs, oder ...? Bin für jeden Hinweis dankbar.
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Verschoben durch Admin
Mehrere Mosfets parallel sollten diesen Strom bewältigen können. Wichtig ist vor allem, dass diese einen sehr kleinen Widerstand haben, so dass kaum Verlustleistung in denen entsteht: Selbst an nur 4mOhm entstehen bei 500A 1kW Verlustleistung! Und das überlebt ein Mosfet nicht lange. Die Mosfets sollten daher schon <1mOhm RDson haben, damit auch wirklich ein Großteil der Energie in die Last fließt und die Mosfets lange leben. Ich würde mal mit z.B. 4x IRF1404 parallel anfangen.
Moin, am besten ein dicker FET oder IGBT, beides nur mit Treiber, sonst schalten die langsamer ein. Den Strom durch einen Widerstand auf den erlaubten Pulsstrom des Bauteils reduzieren. Was mir eher Gedanken macht, ist, ob deine Kondensatorstufe genug Wums hat! Wie sind den die 20000 uF zusammengesetzt?
Das mit dem Parallelschalten sehe ich sehr kritisch. Wenn die Mosfets etwas unterschiedlich sind und sehr schnell schalten müssen, könnte das dazu führen, daß am Ende nur ein sehr kleiner Teil der Mosfets den Hauptstrom liefern müssen und daran kaputt gehen. Ich würde deshalb vorschlagen, erstens einmal wesentlich mehr Mosfets parallel zu schalten, als rechnerisch vom Drain-Source-Widerstand her notwendig scheint, und zweitens in die Drain-Leitungen belastbare, niederohmige und niederinduktive Metallbandwiderstände zu schalten, um somit eine Vergleichmäßigung der Drainströme zu erzielen. Die Drainwiderstände sollten rund 5mal, besser 10mal höher sein als die Drain-Source-Widerstände. Die Schaltzeiten der Mosfets müssen überdies erheblich kleiner sein, als die Zeitkonstante gebildet aus Speicherkapazität C und effektivem Entladewiderstand R. Eventuell muß berücksichtigt werden, daß die Induktivität der Statorwicklung die Entladezeit verlängern kann. Kai Klaas
die Motorwicklung ist doch eine (relativ hohe)Induktivität, wie kann da der Strom so schnell steigen?
@ Bernd O. (bitshifter) >Ich möchte einen Kondensator 20.000 uF, geladen auf 30 V sehr schnell Wenn das ein Elko ist, dann sollte man das eher vergessen. Die haben a) einen recht hohen Innenwiderstand und b) sind auf fette Kurzschlussströme nicht sonderlich gut zu sprechen. Hier braucht man was mit Folie. Wird dann natürlich "etwas" grösser. >Mit welchem Schaltelement schaltet man so etwas typischerweise (ich Fetter Thyristor ist ganz gut. >brauche hohe Stromgradienten und will wenig Energie beim Schalten >verlieren). >Zweck der Übung ist das "Freibrennen" von Brushlessmotoren, deren >Isolation beschädigt ist, bei denen also das Kupfer des Naja, 20mF bei 30V sind gerade mal 9J. Ob das reicht? Ich würde lieber in Richtung Schweisstrafo gehen. Ein Ringkern mit ner Fetten Sekundärwicklung und wenig Spannung. Da hat man Leistung und Strom ohne Ende und kann einfach die 230V schalten. MfG Falk
mit genug spannung steigt jeder strom... :-) spaß beiseite, ich denke nicht daß sich motoren auf diese art retten lassen. die wicklung ist ja bereits beschädigt. wenn ich da jetzt auch noch mit richtig viel strom draufhaue erreiche ich nur, daß noch mehr kupfer "wegspladdert" und noch mehr vom isolier-lack zerstört wird. damit brenne ich die beschädigten drähte einfach nur zusammen, was einem wicklungsschluß gleich kommt. selbst wenn der motor nach so einer operation am offenen herzen noch dreht wird das immer eine schwachstelle bleiben. der isolations-lack läßt sich durch ampere nur verdampfen, nicht aufdampfen. dafür entstehen noch schöne "kohlige" restprodukte, die ihrerseits leitend sein können. der draht der wicklung wird an der stelle auch dünner - adios stromtragfähigkeit. das erzeugt dann beim weiterbetrieb einen erhöhten widerstand an der bereits schon geschwächten stelle und einen erneuten ausfall. sorry, aber solche motoren gehören nicht ausgebrannt, sondern neu gewickelt! am besten läßt sich so ein stromstoß mit einem entsprechend dicken thyristor bewerkstelligen. die gibts manchmal auf schrottbay. siehe einfach stichworte railgun oder gaussgewehr, die haben die gleichen probleme.
>Fetter Thyristor ist ganz gut.
Mit einem Thyristor darf der Strom nur langsam ansteigen, sonst ist es
um den Tyristor geschehen, aber dafür sorgt wahrscheinlich schon die
Induktivität der Wicklung. Ein IGBT ist, denke ich, die bessere Wahl.
Aber zuerst das Wichtigste: Wie viel Strom brauchen wir überhaupt für
einen kleinen Motor? Könnten 50A schon reichen?
Das kann sogar fast jeder Leistungsfet problemlos schalten.
Die Kondensatorstufe sollte dann aus mindestens 5 hochwertigen Elkos
bestehen.
> Mit einem Thyristor darf der Strom nur langsam ansteigen
quatsch. die dinger sind dazu da sehr schnell einzuschalten. dem ists
egal ob der strom sofort fließt oder erst später. die verluste im
einschaltmoment sind zwar hoch, allerdings kippen selbst große typen so
schnell in den leitenden zustand, daß die selbst bei 300v keinen schaden
nehmen. deswegen ja einen fetten thyristor, der dann entsprechend
impulsfest ist.
Ben schrieb: >> Mit einem Thyristor darf der Strom nur langsam ansteigen > quatsch. die dinger sind dazu da sehr schnell einzuschalten. dem ists > egal ob der strom sofort fließt oder erst später. Das stimmt nicht. Mittlerweile sind Thyristoren zwar sehr gut geworden, allerdings finden sich dennoch in vielen Datenblättern Angaben in der Richtung von max. 100A/µs. Vor allem bei ohmschen Lasten kann man diesen Wert schnell erreichen, und dann ist der Thyristor hinüber, da er punktuell überhitzt, da anfangs nur ein kleiner Bereich leitend ist.
>quatsch. die dinger sind dazu da sehr schnell einzuschalten. dem ists >egal ob der strom sofort fließt oder erst später. Dann informier dich mal über die Entstehung von Hot-Spots!
die 100A pro mikrosekunde(!) wird er aber nie erreichen, die induktivität des doch eher fliegenden gesamtaufbaus und seiner kondensatoren wird diesen stromanstieg niemals erreichen. dafür bräuchte ich schon dicke stromschienen ohne schleifen usw.
Ben schrieb: > die 100A pro mikrosekunde(!) wird er aber nie erreichen, die > induktivität des doch eher fliegenden gesamtaufbaus und seiner > kondensatoren wird diesen stromanstieg niemals erreichen. Habe ich ja auch nie behauptet, mir ging es nur um die zu stark verallgemeinerte Formulierung >dem ists egal ob der strom sofort fließt oder erst später. die so nicht stimmt. Wenn man mit höheren Spannungen arbeitet, dann erreicht man diese Werte nämlich schnell wenn man nicht aufpasst (z.B. wenn man größere ohmsche Lasten schaltet). Bei solch kleinen Spannungen dürfte es dagegen in der Tat kaum Probleme bereiten, wenn man nicht gerade einen uralten Thyristor verwendet.
na so meinte ich das doch. :) daß man den kaputtbekommt wenn man eine riesen kondensatorbank direkt an seine anschlüsse schraubt oder so ist mir schon klar. das macht in der praxis aber auch nur jemand, der das ding durchpusten will.
Naja, allein die Spuleninduktivität des Motors dürfte den Stromanstieg begrenzen, es sei denn, der Kurzschluss sitzt unmittelbar am Anfang der Spule...
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