Motor kurzschließen zerstört Halbleiterrelais

Predator775 Gast 15.06.2009 19:53 #1299773

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Hallo Forum,

ich habe zu diesem Thema zwar schon interessante Diskussionen hier 
gefunden, aber ich habe ein spezielles Problem und bitte um Eure Hilfe.

Ich habe einen DC-Motor, den ich schnell abbremsen möchte. Bei dem Motor 
handelt es sich um einen Wischermotor mit 32V/9A Nennleistung. Ich habe 
die Schaltung wie im Dateianhang aufgebaut, so dass der Motor beim 
Abschalten kurzgeschlossen wird. Das funktioniert soweit auch sehr gut, 
jedoch ist mir nach kurzer Zeit das Halbleiterrelais K1(100V/40A) 
durchgeschlagen. Ich habe gelesen das man Bauteile mit Freilaufdioden 
gegen die Induktionsspannung schützen kann. Dazu weiß ich nicht so recht 
ob die FD noch wirkt wenn ich im Parallelstrang den Motor kurzschließe. 
Kann mir jemand weiterhelfen, bzw. eine geeignete Schaltung vorstellen? 
Vielen Dank im Voraus...

Angehängte Dateien:

Schaltungsplan_Motorsteuerung.jpg (9,6 KB)

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thecamper Gast 15.06.2009 20:05 #1299780

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setzte einfach ne freilaufdiode parallel zu K2

und hinter K2 noch nen widerstand setzen - kein grosser aber überhaupt 
einer.

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Predator775 Gast 15.06.2009 20:12 #1299791

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Danke thecamper...

Wirkt die Freilaufdiode dann wenn ich beim Abschalten den Motor 
kurzschließe? Wie groß sollte der Widerstand sein? Dient er zum 
verbrennen der Energie oder ist der für die FD? Wäre nett von dir wenn 
du mir das kurz erläutern könntest... Danke

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Bernd H. (bhallinger) 15.06.2009 20:23 #1299806

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Die anfallende Energie soll in Wärme umgewandlet werden. Das 
Halbleiterrelais ist dazu das falsche Bauteil, weil es hat einen sehr 
niedrigen Widerstand. Dadurch wird der Strom schnell sehr groß.

Wie groß der Widerstand sein soll hängt davon ab wie groß dein 
Bremsmoment sein soll. Je kleiner der Widerstand je schneller bremst der 
Motor. Aber um so höher ist dann auch der Strom.

Wenn der Motor nun z.B. einen Nennstrom von 9A hat. Dann dreht er bei 
eben diesen 9A sein spezifiertes Nennmoment. Bei Nenndrehzahl braucht 
man eben seine Nennspannung von 32V damit bei Nennmoment dieser Strom 
fließt.

Wenn der Motor jetzt bremsen soll, ist er ein Generator. Vom 
Wirkungsgrad mal abgesehen verhält es sich da genauso. Wenn er sich mit 
Nenndrehzahl dreht und man ihn mit einem Widerstand von U/I = 4Ohm 
kurschließt dann bremst er mit Nennmoment.

Wenn er dann langsamer wird, dann sinkt die Spannung, weil die Spannung 
proportional zur Drehzahl ist. Es fließt also weniger Strom folglich 
verringert sich das Bremsmoment.

Soll der Motor anfangs stärker bremsen, macht man den Widerstand 
kleiner.

Mit der Freilaufdiode hat das übrigens alles nichts zu tun. Die wird nur 
Wirksam wenn man die Spannungsversorgung abschaltet und keine Last am 
Motor hängt. Dann würde Die Spannung event. abhängig von der Drehzahl 
steigen. (Wenn der Motor geschoben wird)

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Predator775 Gast 15.06.2009 20:57 #1299850

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ah super... vielen Dank für die Erklärung. Ich hatte den Motorstrom mal 
gemessen: Beim abschalten ging der Strom vom Nennstrom ins negative mit 
einem max von ca -45A über eine Dauer von etwa 20ms. Kann dieser kurz 
anliegende Strom das Halbleiterrelais schon zerstören? Laut Datenblatt 
kann das Relais über 100A/10ms... verstehe ich irgendwie nicht. Dann 
hatte ich mal den Kurzschlussstrang verausgenommen und das 
Abschaltverhalten aufgenommen. Hierbei war auffällig das die Spannung 
exponential fällt und der Strom ählich eines Sprunges von Nennstrom auf 
Null fällt. Ist das eigentlich nicht andersherum... also die Spannung 
fällt und der Strom der Mötor lässt den Strom weiterfließen... das hatte 
ich garnicht verstanden...

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Flow Gast 16.06.2009 10:13 #1300265

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K1 schaltet ab.
Dann schaltet K2 ein.
Was passiert in der klitzekleinen Zwischenzeit?
So schnell kannste nicht gucken, wie die tödliche Spannung ansteigt, ist 
für eine Induktivität auch normal.

 > Mit der Freilaufdiode hat das übrigens alles nichts zu tun. Die wird 
nur
 > Wirksam wenn man die Spannungsversorgung abschaltet und keine Last am
 > Motor hängt.

Die Spannungsversorgung WIRD von K1 abgeschaltet.

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Bernd H. (bhallinger) 16.06.2009 13:40 #1300631

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Klar steig die Spannung. Dafür ist wie geschrieben ja die Diode da. Aber 
sie schützt eben nicht das Halbleiterrelais.

Und der gemessene strom von 45A negetiv?? Wie gemessen? Könnte es sein, 
dass der kurzfristig noch höher war?

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oszi40 Gast 16.06.2009 13:59 #1300665

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Kunz gesagt: Eine Induktivität erzeugt beim Abschalten eine hohe 
Spannung, die Ihrer Ursache entgegengerichtet ist (Lenzsche Regel).

Eine kräftige und schnelle Dämpfungsdiode könnte durchaus nützlich sein 
(wenn der Motor nicht in 2 Richtungen gepolt wird).

Die Frage aller Fragen ist für mich, ob diese Diode eher wirken kann als 
Dein niederohmiges Halbleiterrelais.

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Michael Gast 16.06.2009 14:02 #1300671

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Was mich ein wenig wundert ist, dass beim Abschalten plötzlich *-*45A 
gemessen wurde. Induktivitäten verhindern eigentlich, dass der Strom 
plätzlich seine Richtung ändert. Dafür induzieren sie gerne mal negative 
Spannungen eben damit der Strom in die Richtung weiter fließen kann, in 
die er zuvor auch floß. Aus diesem Grunde ist die Frage, wie gemessen 
wurde, sehr sinnvoll.

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Bernd H. (bhallinger) 16.06.2009 15:14 #1300764

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Vergiss nicht die Gegenspannung des Ankers. Solange sich der Motor noch 
dreht, ist das nicht einfach nur eine Induktivität. Der Anker dreht sich 
im Magnetfeld des Stators und erzeugt eine Spannung. Wenn man nun den 
Anker Kurzschließt, dann fließt der Strom "aus dem Motor raus"

Das ist die Spannung die im Normalfall bei sich drehendem Motor den 
Strom begrenzt!
Bei leelaufendem Motor beträgt die innere Spannung genau soviel wie die 
außen angelegte. (Verluste außer Acht gelassen)
Der Strom währe dann theoretisch 0A. Nem ich jetzt die äußerer Spannung 
weg, dann kann ich die innere an den Klemmen Messen. Schließ ich die 
Klemmen kurz, dann fließt Strom!

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oszi40 Gast 16.06.2009 15:24 #1300780

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Wenn der Motor natürlich mit dem letzten Schwung noch als "Generator" 
läuft, dann sind die 45+x A wahrscheinlich der hohe "Generatorstrom"? 
Die muß erst mal das Kurzschluss-Relais verkraften können...

Dazu fällt mir nur ein kleiner Vorwiderstand ein.

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