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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 9kW schalten


Autor: Andi (Gast)
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Hallo! Ich möchte 9kW(Ofen) mit einem Atmega und einem Schütz schalten. 
Zur Zeit gehe ich über nem kleinen Transistor auf ein kleines Relais das 
230V schalten kann, und damit schalte ich den Schütz. Das Relais und der 
Schütz ist schon ein Stück von der Leiterplatte weggebaut trotzdem 
enstehen (vor allem beim Abschalten)solche Störungen das mein 
Mikrocontroller abstürzt.

Daraus gehe ich davon aus das ich im Nulldurchgang schalten sollte. 
Hätte einen MOC3063 in meiner Bastelkiste gefunden. Wenn ich den in 
Kombination mit einem Triac verwende um den Schütz schalten zu können 
müsste das doch funktionieren od? Sollte das funktionieren, dass ich dem 
MOC dauer Strom auf die Diode gebe und somit der Triac jedes mal zündet 
solange ich den Schütz eingeschaltet haben will? Oder ist der 
Spulenstrom des Schütz zu klein? Macht das mit dem Triac und der 
Induktivität der Schützspule ein Problem?

mfg Andreas

Autor: Ich (Gast)
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9 KW ist ein schöner Hieb in der Stromleitung.
Stürzt er auch ab wenn Du nur das kleine Relais schaltest und den Schütz 
mal abklemmst?

Autor: Otto (Gast)
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Du wirst es nicht schaffen, ein Schütz im Nulldurchgang zu schalten.....

Otto

Autor: Daniel V. (volte)
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Fette Stützelkos öfters auf der Platine helfen auch schon oft.
MFG

Autor: Andi ... (xaos)
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zeig mal deinen schaltplan...

Autor: spess53 (Gast)
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Hi

>Daraus gehe ich davon aus das ich im Nulldurchgang schalten sollte.

Du solltest die Anzugszeit vom Schütz in Betracht ziehen. An deiner 
Stelle würde ich erst mal die Stromversorgung des AVRs überprüfen. Die 
Stromversorgung des Zwischenrelais von der des AVR sauber trennen. Hast 
du Snubbernetzwerke an den Kontakten?

MfG Spess

Autor: A. K. (prx)
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Freilaufdiode? Snubber? Beschaltung und Verdrahtung vom Controller 
(Reset mit R/C, Kerkos an Vcc, Quarzosz. mit full swing)?

Also: Schaltbild und Layout/Platinenfoto könnte nützlich sein.

Autor: Kobaltchlorid (Gast)
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Wenn du den Ofen sowieso wieder mit einem Schütz ein- bzw- ausschaltest, 
wieso sollte es dann einen Unterschied machen, wenn du bloss die Spule 
des  Schütz im Nulldurchgang schaltest? Gibt's denn Funkenlöschglieder 
an den Schütz-Kontakten?

Wenn schon, dann den Schütz komplett weg und durch drei fette Triacs mit 
drei MOC3063 ersetzen, entsprechenden Kühlkörper nicht vergessen.

Ich würde aber bei der Entstörung zuerst mal bei der 
Mikrocontrollerschaltung ansetzen. Großzügige Masseflächen, geerdetes 
Metallgehäuse, reichlich Abblockkondensatoren direkt am Mikrocontroller, 
kurze Leitungsführungen, externe Leitungen mit geschirmtem Kabel 
ausführen, dann klappt's auch mit dem Nachbarn, ääh Ofen.

Wenn sich dein Mikrocontroller durch blosses Schalten eines fast 
Ohmschen Vebrauchers bzw. einer lächerlichen Schütz-Spule aus dem Takt 
bringen lässt, ist in der Konstruktion ein großer Wurm drin.

Autor: Wolf (Gast)
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> vor allem beim Abschalten...

Ohne Funkenlöschhilfe ist das normal, die Kontakte des Kleinrelais und 
die des Leistungsschützes müssen mit RC-Glied entstört werden.
Das mit dem Nulldurchgang ist aber damit noch nicht gelöst.

Autor: Andi (Gast)
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Das ging ja schnell mit Antworten! Danke erst mal! Also mit Stützelkos 
hab ich eh schon mal sicher nicht gespart! Freilfaufdiode bei dem 
kleinen Relais, R/C Glied am Reset, ... hab ich auch schon. Schaltplan 
hab ich grad keinen zur Hand, hab das alles auf Lochraster gebaut. Wenn 
ich die Last vom Schütz abklemme stürtzt nichts mehr ab. Ich hab leider 
ein Kunststoffgehäuse, hab aber auf der Rückseite(Kable gehen hinter dem 
Gehäuse in der Wand) aber schon eine Metallplatte ist die ich geerdet 
habe. Die Schaltung stürtzt im letzten Versuch eigentlich ausschließlich 
beim Abfallen des Schützes ab.

Wie kann ich eine Funkenlöschhilfe auf den Schützkontakten realisieren?

Autor: Otto (Gast)
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Für alle handelsüblichen Schütze gibt es aufschnappbare R/C-Glieder oder 
Varistoren

Otto

Autor: Ich (Gast)
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Die Störung wird also über die Stromleitung reinkommen. Also mal mit 
einem Netzfilter probieren.

Autor: Ich (Gast)
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(nicht im Ofenanschluß! sondern für Deine Steuerschaltung)

Autor: Wolf (Gast)
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> Wenn ich die Last vom Schütz abklemme stürtzt nichts mehr ab.

 > Die Schaltung stürtzt im letzten Versuch eigentlich ausschließlich
 > beim Abfallen des Schützes ab.
 UND WIEDER mit der Last, oder?

Autor: Andi (Gast)
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Danke einmal - werd mein Glück mit nem R/C Glied mal nächste Woche 
probieren! Lg Andi

Autor: Bastler (Gast)
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"Dicke" Stützelkos haben, vorallem wenn sie alt werden, einen hohen 
ESR-Wert. Schalte unbedingt auch kleine, "gute" Kondensatoren mit 
niedrigem ESR hinzu.

Autor: Thilo M. (Gast)
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Ich schalte die dicken Schütze (auch Heizungspumpen) mit einem S02 S202 
Solid-state-Relais. Bei bisher 5 verbauten Geräten traten noch keinerlei 
Probleme auf. Der µC bekommt eine Versorgung mit Trafo, Gleichrichter, 
dicken Elkos und EMI-Filtern. Mit Schaltnetzteilen habe ich in diesem 
Zusammenhang nur schlechte Erfahrungen gemacht (Einschwingen bei 
Lastewechsel usw.).

Autor: Volker K. (powerfreak)
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Hi,
Vergiß bitte die Sache mit dem Schütz. Die Anzugsverzögerung ist nicht 
sauber planbar bzw. kalkulierbar

Ich gehe davon aus, daß Du dreiphasig arbeitest... also 3x13A.

1. Verwende die von Dir genannten Optokoppler mit Triac-Ausgang oder den 
MOC3040 = MCP3041 mit NULLSPANNUNGSSCHALTER
2. Schalte dahinter einen Triac mit 16A Stromtragfähigkeit z.B. 
BT139/800  oder TIC246, mit dem ich sehr gute Erfahrungen gemacht habe.
(Wenn Du doch einphasig arbeitest, würde ich einen 50A Triac empfehlen 
;-) )
3. über den Triac schaltest Du einen Snubber. Der  besteht erstmal aus 
einen 1W 150Ohm Widerstand und einem 33n oder 47nF X2 (ix zwo) 
Folienkondensator, der für direkten Netzbetrieb zugelassen ist. Die zwei 
Bauteile schaltest Du seriell, und baust sie über A1 und A2
4. Den Optotriac schaltest Du über einen Vorwiderstand (Pin1?), sodaß 
ca. 5..10mA durch die integrierte LED fließen (Pin2 an GND?).
5. Zwischen Optotriac (Pin6?) und Triac (A1) schaltest Du einen kleinen 
T-Filter, bestehend aus 360Ohm und 470Ohm in Serie und dazwischen einen 
47nF Kondensator der bei mir an Pin4 des Optotriac geht (Alle Pinnummern 
nachprüfen! Sorry, ich habe im Moment keine Zeichenmöglichkeit!)
Pin4? ist mit dem Gate des Triacs (G) zu verbinden
6. A1 wird an Netzspannung (Phase) gelegt
7. A2 geh an Deine Last...

Tip in Google z.B. "dimmer" und "Pabst" ein... da hat jemand eine schöne 
Studienarbeit gemacht, die Du Dir reinziehen solltest, auch wenns Dein 
Thema nicht direkt betrifft. Aber der Triac wird gut erklärt.
Di kannst auch hier einfach mal suchen... ich habe 70 Threads zum Thema 
"Optotriac" gefunden ;-)

Ansonsten noch der Hinweis...
Vorsicht mit Arbeiten an Netzspannung... das kann ins Auge gehen... 
Solche Arbeiten bitte dem Fachmann überlassen!

Ich freue mich über eine Erfolgsnachricht

Ciao,
powerfreak

Autor: Andi (Gast)
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So das wäre mal eine Schaltung mit Batueilen die ich zu Hause hab. Der 
MOC3063 hat ne Nullspannungsdetektion und natürlich arbeite ich mit 3 
Phasen. Das Snubber NW hab ich aus dem Datenblatt des MOC3063. Wenn es 
einen Grund für Abweichungen existiert bitte nennen.....
Sollte ich da noch irgendwo einen Varistor als Schutz für den Triac 
einbauen? Wenn ja paralell zur Last od. zum Triac, 275V AC ?

Vielen Dank für eure Bemühungen, Andi

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Andi wrote:
> So das wäre mal eine Schaltung mit Batueilen die ich zu Hause hab. Der
> MOC3063 hat ne Nullspannungsdetektion und natürlich arbeite ich mit 3
> Phasen. Das Snubber NW hab ich aus dem Datenblatt des MOC3063. Wenn es
> einen Grund für Abweichungen existiert bitte nennen.....
> Sollte ich da noch irgendwo einen Varistor als Schutz für den Triac
> einbauen? Wenn ja paralell zur Last od. zum Triac, 275V AC ?
>
> Vielen Dank für eure Bemühungen, Andi

Den 10nF Kondensator bitte als 630V oder höher Typ.
Du kannst Da je nach Verfügbarkeit in Deinem Sortiment auch 22 oder 47nF 
nehmen.
Den Widerstand 39Ohm als 1/2Watt Type , die kleineren Bauformen mögen 
230VAC, auch wenn sie kurzzeitig anliegen, oft nicht und gehen kaputt.
Varistor parallel zum Triac schadet nicht, aber für die ersten Tests 
sollte es ohne gehen.


hth,
Andrew

Autor: Andi (Gast)
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Varistor mit welchem Spannungswert/Leistung wäre angebracht?

Autor: Günti (Gast)
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9KW schalten ?
doch sicherlich nicht alleine auf 230V   ??

sowas schaltet man gewöhnlich über Drehstrom.

wo gibts denn da ein Nullduchgang ???

Autor: Olli R. (xenusion)
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Hatte jetzt keine Zeit, den ganzen Fred zu lesen.

Es koennte helfen, das Relais nicht aus der 5V-Volt-Leitung des 
Controllers zu versorgen, sondern noch vor dem Spannungsregler bzw. aus 
einem separaten Steckernetzteil.

Wahrscheinlich spricht die geschaltete Leistung auf die Spule des Relais 
ueber.

Olli

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Andi wrote:
> Varistor mit welchem Spannungswert/Leistung wäre angebracht?

Du hast ja nur die Schützspule. Daher reicht kleinste Leistungsklasse 
für den Varistor. Bei Siemens begannen diesen Baureihen meiner 
Erinnerung nach mit S14 oder S20.

275V finde ich pasend. Du mußt aber nicht Siemens nehmen, ist nur ein 
Beispiel.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Günti wrote:
> 9KW schalten ?
> doch sicherlich nicht alleine auf 230V   ??

Nun, TAB 2000 legt Dir 3 phasig 230V 63A belastbar ins Haus. Also 
machbar.
Irgendwo weit oben im Thread sind aber 3 Triacs benannt. Also vermutlich 
Drehstrom.

Letztlich ist's egal.


>
> sowas schaltet man gewöhnlich über Drehstrom.

s.o. Wird vermutlich 3 Phasen AC sein.

>
> wo gibts denn da ein Nullduchgang ???

Da gibt's alle 60 Grad einen. Also ebenfalls kein Problem.


hth,
Andrew

Autor: Kobaltchlorid (Gast)
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@ Günti:

Beiträge lesen, bevor man drauf antwortet. Der Ofen ist an drei Phasen 
(also Drehstrom) angeschlossen.

Natürlich gibt es auch bei Drehstrom einen Nulldurchgang, auf jedem 
Aussenleiter (auch Phase genannt) genau hundert mal pro Sekunde (in 
Amerika 120 mal).

Autor: Andi (Gast)
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Es sind um genau zu sein 9 Heizschlangen wobei jeweil 3 an einer Phase 
hängen und auf der anderen Seite zusammengeschlossen (also eine 
Sternschaltung) sind. Damit liegen meiner Erkenntnis nach 230V an Jeder 
Heizschlange und jede Phase wird mit 13 A belastet.

Autor: Andi (Gast)
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Ach ja und noch was: Ich hab ja bei meinem neuentwurf keine Schützspule 
mehr sondern ich schalte die Heizschlangen über die 3 Triacs. Somit habe 
ich (lediglich) die Induktivität der Heizschlangen!

Autor: PeterL (Gast)
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Es wurde ja schon gepostet, RC Glieder über den Kontakten und ganz 
wichtig
über der Schützspule!!
Das man sowas braucht ist in der Industrie ganz normal.
Ansonsten: bei 9KW brauchen die Triacs schon dicke Kühlkörper.

Autor: Peter (Gast)
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Ich denke auch das es wohl er an der Spannungsversorgung vom µC liegt. 
In normalen Elektroinstallationen werden über den Relais auch keine 
RC-Glieder eingesetzt und beim schalten stürzen auch nicht alle µC in 
der Umgebung ab.

Autor: PeterL (Gast)
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@alle Triacfreunde


Bei einem Kunden von uns (Austriamicrosystems) gibt es jede Menge 
Solidstaterelais bei Ihren Heatern. Fragt mal die Serviceleute wie oft 
diese Dinger kaputt werden, obwohl ganz sicher nicht falsch 
dimensioniert oder billig.

Wenn immer die Schalthäufigkeit (und Lärmbelästigung) es zulässt, 
verwende ich ein Schütz!

Autor: Günti (Gast)
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>  Schütz ist schon ein Stück von der Leiterplatte weggebaut trotzdem
>  enstehen (vor allem beim Abschalten)solche Störungen das mein Mikrocontroller 
abstürzt.

da reicht doch schon eine falsche Verdrahtung (induktion)?
oder nicht EMV-fester prozessoraufbau?

Autor: Andi (Gast)
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Also mal Danke für eure Antworten. Werde mein Glück nächstes Wochenende 
mal mit ein paar Triacs probieren,(weil mir das Schaltgeräusch des 
Schütz eh auf die Nerven geht) und werde danach über meine Erfolge 
berichten!

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Andi wrote:
> Also mal Danke für eure Antworten. Werde mein Glück nächstes Wochenende
> mal mit ein paar Triacs probieren,(weil mir das Schaltgeräusch des
> Schütz eh auf die Nerven geht) und werde danach über meine Erfolge
> berichten!


Wünsche gutes Gelingen.
Wenn es letztlich doch ein leises Schütz werden sollte: Ich habe hier 
Siemens Lastfernschalter, 4 polig, ist angemehm leise und schaltet auch 
bequem 23A je Kontakt.

Melde Dich per PN bei Bedarf, dann helfe ich Dir weiter.


hth,
Andrew

Autor: Mag T. (kummertante)
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Hallo,

hier liegt vermutlich ein guter Teil des Problems und der Lösung 
verborgen:

"Schaltplan hab ich grad keinen zur Hand, hab das alles auf Lochraster 
gebaut. "

Ich vermute eine "fliegende Verdrahtung" mit eher mässiger Masse- und 
Versorgungsanbindung. Ist keine Kritik, sondern ein gut gemeinter Tip.

Durch die hohe Last verursachte Spitzen in der Versorgungsspannung 
müssen durch lokale Abblockung vermindert werden. Ich vermute auch 
Auswirkungen auf den Reset des µC.

Die Verwendung einer soliden Massefläche (impedanzarmer Masseanschluss) 
und Kondensatoren mit kürzest möglichem Anschluss an die Pins des µC ist 
dringend ratsam. --> PCB-Layout.

Viel Erfolg,

Die Kummertante.

Autor: Andi (Gast)
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Ich hoffe wiedermal auf Hilfe:

Habe die Schaltung von oben mal aufgebaut(für eine Phase) und als Last 
eine 100W Glühbirne angeschlossen - jedoch lechtet die Glühbirne dauer.
Einzige Abweichung beim MOC handelt es sich um einen 3063.(Sollte aber 
keine Unterschied machen) Den MOC steuere ich nicht an, d.h. die Diode 
(Pin 1 und 2) sind nicht beschaltet.
Jemand der mit Leistungselektronik bewandert ist eine Idee warum?

Autor: Peter (Gast)
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Bloss mal eine Frage am Rande,
wenn es wirklich 3phasen sind und als Stern ohne N geschaltet - geht 
dann überhaupt ein Nullspannungsschalter je Phase? Ich denke nein.

Autor: Andi (Gast)
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Also meine Elektrotechnik ist schon ein paar Tage her - aber bei Stern 
mit gleicher Leistung hat man einen "quasi" Nullpunkt und zusätzlich ist 
der Nullleiter angeschlossen.

Autor: Peter (Gast)
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@Andi (Gast)
ja das meine ich ja, aber erst wenn alle Phasen zugeschaltet sind aber 
bei allen Phasen ist ja nicht gleichzeitig der Nulldurchgang also kann 
man sie nicht gleichzeitig schalten

Autor: Sven (Gast)
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@Andi:

also mal ganz ehrlich würde ich Dir von Deinem Vorhaben abraten.
Deinen Fragen nach weisst Du nicht genau was Du tust.

Warum ?
Du fragst nach 3 Phasen a 16A. Da hört basteln auf, wenn man
nicht ganz genau weiss was man tut.
Das fängt schon bei einem ordentlichen Platinen-Design bei diesen
Stromgrössen (oder Verkabelung inkl. Absicherung) an.

Ich würde Dir also folgendes vorschlagen:

1. Möglichkeit: Du verwendest ein Schütz, das Du z.B. galvanisch
   getrennt ansteuerst und bekommst so erstmal Erfahrung mit
   einem gescheitem Aufbau der Mikrocontrollerplatine.
   (wenn Du das noch nicht gemacht hast - umso besser;
    dann konzentrierst Du Dich darauf)

2. Du kaufst Dir fertige! elektronische Module, die es für eine 
Ansteuerung
   von 4-30V auf der Eingangsseite und auf der Ausgangsseite
   für 230V 16A gibt. Die Montierst Du auf eine Kühlplatte wie
   es in der Industrie auch verbaut wird.
   Die 4-30V Ansteuerung übernimmt dann Dein Atmel.
   Vorteil: Du kannst die Module schön verdrahten und absichern,
   brauchst keine Platine für 3x 16A Stromführung mit Eigenbau designen.
   Wie gesagt aus meiner Sicht und den Fragen nach würde ich Dir ganz 
klar
   Punkt 2 ans Herz legen.
   Das hat nichts mit Angstmacherei zu tun, sondern soll Dir nur
   aufzeigen, das diese Leistung ohne mit der Wimper zu zucken
   einen Brand starten kann, so schnell kannst Du nicht gucken.

Just my 2 cents.

Gruß Sven

Autor: Andi (Gast)
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Ich hab mir schon für den fertigen Aufbau ein Schaltmodul bestellt - 
denke das wird die bessere/sicherere/ausfallssicherere Lösung, möchte 
aber trotzdem gerade so ne einfache Triac schaltung aufbauen - kann doch 
nicht so schwer sein.
Also wenn ich den Triac vom MOC trenne und die 360Ohm zwischen Gate und 
A2 entferne zündet er nicht ==>Triac lebt noch. Trotzdem komm ich grad 
auf keine Idee wieso das nicht funktioniert.

mfg Andi

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Andi wrote:
> Ich hab mir schon für den fertigen Aufbau ein Schaltmodul bestellt -
> denke das wird die bessere/sicherere/ausfallssicherere Lösung, möchte
> aber trotzdem gerade so ne einfache Triac schaltung aufbauen - kann doch
> nicht so schwer sein.
> Also wenn ich den Triac vom MOC trenne und die 360Ohm zwischen Gate und
> A2 entferne zündet er nicht ==>Triac lebt noch. Trotzdem komm ich grad
> auf keine Idee wieso das nicht funktioniert.
>
> mfg Andi



Ich habe den Verdacht, dass da in der Verdrahtung der Knackpunkt liegt.

Meine Vermutung: A2 und A1 wohl vertauscht.

Um das zu prüfen:

Bitte laß mal den 3063 komplett weg und lege nur den 360 Ohm Widerstand 
wie gewohnt an.

Was passiert mit der 100W Glühlampe jetzt?

Autor: Sven (Gast)
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Aber Dir ist schon klar das DU A1 und A2 vertauscht hast ?

Guck mal in das Datenblatt vom BT16-600!!

Gruß Sven

Autor: Andi (Gast)
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Eine womöglich dumme Frage kommt noch: Im Datenblatt steht zwischen Gate 
und A2 beim Widerstand nur 360. Ich hab mal Ohm angenommen. Jedoch beim 
Widerstand zwischen Pin 6 und L1 steht 360Ohm. Stimmt meine Annahme?

Autor: Andi (Gast)
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Leuchtet ebenfalls!!!

Autor: Sven (Gast)
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Ja, 360R oder 360 ohne eine Angabe bedeutet 360 Ohm.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Andi wrote:
> Leuchtet ebenfalls!!!

Na dann leg den 360 mal zwischen G und den anderen A.

Nun muß die Lampe dunkel sein.

wenn ja, bitte den 3063 anschließen. Zw. G und noch freier A  .

Dann sollte das funktionieren wie gewünscht.


Andrew

Autor: Andi (Gast)
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Wenn ich davon ausgehe das das Datenblatt des Triac korrekt ist - habe 
ich A1,A2 und Gate nicht vertauscht. Das einzige ich bin davon 
ausgegangen das der Widerstand zwischen A2 und Gate gehört - liegt hier 
mein Fehler?

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Möglich ist das.

Bitte probier mal meinen Vorschlag von 21:03

Autor: Sven (Gast)
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Also wenn ich das Bild von Dir

http://www.mikrocontroller.net/attachment/43656/DSCF1935.JPG

anschaue und dann im Anhang die pdf betrachte,

sind im Bild A1 und A2 vertauscht.

Gruß Sven

Autor: Andi (Gast)
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Wer lesen kann ist echt indeutig im Vorteil!!! Es tut mir leid, ich hab 
das echt übersehen!!! Vielen Dank!!!

Andi

Autor: Andi (Gast)
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Erfolgsmeldung!

Also die oben gezeigte Schaltung (A1 und A2 des Triac sind vertauscht) 
funktioniert 3 phasig einwandfrei.
Kühlkörper muss groß genug dimensioniert werden aber jezt funktionier 
auch der MC ohne Abstürze. Werde aber jetzt trotzdem das fertige Modul 
verwenden - habs ja schließlich schon bestellt.

Danke für eure Hilfe, Andi!

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