Netzteil: Wie hohen Einschaltstrom begrenzen ?

Gast #4468145
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Hallo,

habe eine kleine Eigenbau CNC-Maschine übernommen, die 4-Achsen 
Schrittmotorsteuerung rummst oft richtig heftig beim Einschalten. Auf 
der Platine finde ich 8 fette Elkos, die werden für den hohen 
Einschaltstrom verantwortlich sein. Wobei es mal mehr und mal weniger 
rummst, mal auch gar nicht. Ich vermute mal, wenn ich den Netz-Sinus im 
Nulldurchgang erwische, dann geht es ohne zu rummsen. Nachdem mir eben 
die Feinsicherung geflogen ist (2.5A, träge), würde ich den 
Einschalt-Rumms gerne abstellen.

Theoretisch könnte man einen dicken Widerstand in die Primärseite des 
Trafos legen, der über einen Timer durch ein Relais gebrückt wird. Gibt 
es da was fertiges zu kaufen, ich habe leider keinen Marküberblick. Ich 
würde auch gerne selber was bastelten, man sollte die Teile aber leicht 
bekommen und die Schaltung sollte erprobt sein.

Es grüßt euch Ulf
#4468156
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Brillenputzer schrieb:

> Theoretisch könnte man einen dicken Widerstand in die Primärseite des
> Trafos legen, der über einen Timer durch ein Relais gebrückt wird.

Ja, so macht man das typisch bei Ringkerntrafos >500W. Der Einschalt-
stromstoss wird aber meist nur bei Strömen grösser 40A gedämpft

> Gibt es da was fertiges zu kaufen, ich habe leider keinen Marküberblick.

Für RKTs gibt es spezielle Einschaltgeräte, die den Strom begrenzen.
Für dicke Elkos nimmt man eher einen Anlassheissleiter.

> Ich würde auch gerne selber was bastelten, man sollte die Teile aber
> leicht bekommen und die Schaltung sollte erprobt sein.

Nun, Anlassheissleiter und/oder oben erwähnte Relaisschaltung kann man
natürlich auch selbst aufbauen. Schaltbeispiele gibts genug im INet.
Gast #4468172
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Brillenputzer schrieb:
> Wobei es mal mehr und mal weniger
> rummst, mal auch gar nicht. Ich vermute mal, wenn ich den Netz-Sinus im
> Nulldurchgang erwische, dann geht es ohne zu rummsen.

Keine ganz "saubere" Lösung, die aber in der Praxis (und nur darauf 
kommt es letztlich an) oft sehr gut funktioniert, ist ein Dimmer aus dem 
Baumarkt für 10 Euro. Auf 0 stellen, Gerät einschalten, hochdrehen.
#4468604
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Mike J. schrieb:
> Brillenputzer schrieb:
>> Ich
>> würde auch gerne selber was bastelten, man sollte die Teile aber leicht
>> bekommen und die Schaltung sollte erprobt sein.
>
> An deiner Stelle würde ich einen Widerstand in die 230V Zuleitung legen,
> Zum Beispiel 15 Ohm und ein paar Sekunden nach dem Einschalten
> überbrückst du ihn mit einem Triac + MOC.

Triac hat hohe Verluste. Dann kann man auch gleich einen
Heissleiter nehmen.
#4468611
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Vielleicht reicht ja auch wenn Du mit einem Solid-State-Relais 
schaltest. (im Nulldurchgang)

http://www.reichelt.de/S216-S02F/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=15444&artnr=S216+S02F&SEARCH=sharp+solid+state+relais%2C

http://www.sprut.de/electronic/ssr/ssr.htm#zero

Du schriebst ja, dass es manchmal nicht rumst beim einschalten.
Wenn das nicht ausreicht geht halt nur der vorgeschlagene 
Einschaltstrombegrenzer.

Gruß
Thomas
#4468639
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Ich habe mir damals für meinen Flipper eine ESB selbst gebaut.

Das Relais (220V) zieht beim Anlegen der Betriebsspannung an, allerdings 
passiert dies nicht in "Echtzeit", sondern die Kontakte schliessen nach 
etwa 10- 20ms. Dadurch ist der Trafo bereits genügend vormagnetisiert, 
so das nach dem Überbrücken des Widerstands kein hoher Einschaltstrom 
mehr fliessen kann.

Die Schaltung muss in die Zuleitung zwischen Schalter und Trafo 
eingefügt werden.

Vorteil: Hier wird nix "heiss", begrenzt auch bei kurzzeitigem Aus- und 
Wiedereinschalten.
Nachteil: Kostet etwas mehr als ein einfacher NTC, verbraucht 
geringfügig Leistung.
Angehängte Dateien:
#4468688
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Der E. schrieb:
> Die Schaltung muss in die Zuleitung zwischen Schalter und Trafo
> eingefügt werden.

Das Relais (Schütz) schaltet aber fast Zeitgleich.

Habe noch einen Schaltplan von Elektor.
Mit Platinenlayout.
War glaube ich von 1997
Wenn ich es gefunden habe stelle ich das mal hier rein.
Bin mir aber nicht sicher ob de Selbstbau lohnt.
Vielleicht wenn die Bastelkiste zu voll ist :-)
#4468744
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Der E. schrieb:
> Ich habs im Beitrag schon erwähnt, es schaltet ca 10-20ms später ein,
> bedingt durch die mechanische Trägheit der Kontakte. Das reicht für die
> Vormagnetisierung des Transformators aus.

Du hast Recht.
Ist also fast genau so, als wenn ich im Nulldurchgang schalte.
Einfach und gut ;-)

Ok, dann stelle ich das von Elektor nicht mehr hier rein.
Der Schaltungsaufwand ist zu groß.
(aber interessant)

Gruß
Thomas
#4468878
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Der E. schrieb:
> Thomas B. schrieb:
>> Das Relais (Schütz) schaltet aber fast Zeitgleich.
>
> Ich habs im Beitrag schon erwähnt, es schaltet ca 10-20ms später ein,
> bedingt durch die mechanische Trägheit der Kontakte. Das reicht für die
> Vormagnetisierung des Transformators aus.
Wenn es nur um den Trafo geht passt das, wenn's aber auch noch darum 
geht mit dem Trafo Große Kapazitäten zu laden könnte es Eng werden.
#4473320
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Hallo,
der Thread ist zwar schon gegessen, aber wollte noch mal den Scann
von 1992 reinstellen.
Ist wenigstens eine solide Platine wo auch größere Lastwiderstände platz 
haben.
Man kann auch einen Einschalter mit kleiner Leistung einsetzen.
Die Relais machen den Rest.

Gruß
Thomas
Angehängte Dateien:
#4473380
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>Ist wenigstens eine solide Platine wo auch größere Lastwiderstände platz
>haben.

Eine interessante, aber auch falsche Annahme.

Die Widerstände sollen gar nicht belastet werden sondern möglichst 
schnell, und das für möglichst lange Zeit, Kurzgeschlossen werden...

Stimmt erst, wenn Du dauernd Ein- und Ausschalten, als den normalen 
Zustand ansiehst.
#4473383
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Thomas B. schrieb:
> aber wollte noch mal den Scann von 1992 reinstellen.

EIGENTLICH will man ja einen Softstart, den man einer Maschine mit ihrem 
Hauptschalter vorschalten kann, der also nicht ins Gerät (Handkreissäge, 
Häcksler, ...) eingebaut werden muss, sondern z.B. am Stecker sitzt.

Dort weiss man nicht, wann die Maschine eingeschaltet wird, man muss 
erst mal Strom durchlassen, damit die Maschine überhaupt eingeschaltet 
werden kann. Normalerweise haben die nämlich Maschinenschalter mit 
UNterspannungsauslösung, die kann man nicht stromlos einschalten und 
dann er die Netzspannung "kommen lassen". Die müssen immer die 
Netzspannung sehen. Dann allerdings, wenn die Maschine eingeschaltet 
wird und Strom fliesst, müsste diese Einschaltstrombegrenzung den 
Überstrom erst mal begrenzen und erst langsam die volle Spannung wieder 
hochfahren.
Gast #4474034
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Hallo,

erstmal vielen Dank an alle, die geantwortet haben !

Harald W. schrieb:
> Ja, so macht man das typisch bei Ringkerntrafos >500W. Der Einschalt-
> stromstoss wird aber meist nur bei Strömen grösser 40A gedämpft

Es ist hier aber scheinbar nicht der Ringkerntrafo, der den hohen 
Einschaltstrom erzeugt. Bei der defekten Sicherung sekundärseitig lies 
sich die Steuerung problemlos mehrmals einschalten, da rummste 
garnichts. Nur das leise Klicken des Netzschalters war zu hören.

Eine Frage zur trägen Sicherung: Wie "lange" ist eigentlich träge ?
Länger als eine Sinushalbwelle (10ms) ?

Ein NTC primärseitig wäre eine sehr einfache Lösung. Habe mal die 
Stromaufnahme der Schrittmotorsteuerung netzseitig gemessen: 28 Watt im 
Leerlauf, 64 Watt beim Fahren von 3 Achsen mit 50% Geschwindigkeit. Da 
mir eine Feinsicherung mit 2,5A träge beim Einschalten durch ist, liegt 
der Einschaltstrom min. bei 500W, eher bei 1000W. Kann mir jemand einen 
für meine Anwendung passenen NTC-Typ nennen, den ich auch irgendwo 
einzeln kaufen kann ?

Oder wäre der durch ein Relais gebrückte Vorwiderstand die bessere 
Lösung ?

Vielen Dank von Ulf
Gast #5764082
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Nur kurz
mir fiel auf dass hier öfter von einem Netztrafo höherer Leistung oder 
mit geringen Streuinduktivitäten (Ringkerntrafo) ausgegangen wurde.

Für diese ist der ideale Einschaltzeitpunkt ein Spannungsmaximum.
Spannungsnulldurchgang ist da genau ungünstig, da sich da die 
Magnetisierung über eine Halbperiode (anstelle nur einer Viertelperiode 
aufsummiert was die magnetische Induktion B des Eisenkerns in die 
Sättigung  (meist nur etwa 1 Tesla)  treibt, da der Eisenkern aus 
wirtschaftlichen Gründen meist nur für den eingeschwungenen Zustand 
berechnet ist - vielleicht mit etwas Zugabe um den Einschaltstrromstöß 
nicht zu hoch werden zu lassen.

Ganz anders bei üblichen Schaltnetzteilen:
Da geht der Netzstrom über einen Brückengleichrichter gleich auf einen 
fetten Elko mit mindestens 350 V.  Da ist es besser im 
Spannungsnulldurchgang einzuschalten, dass der Elko wenigstens 5 ms Zeit 
hat auf Spannung zu kommen, dann ist der Strom wenigstens begrenzt auf 
Imax =  ca. 8,9 * f Ueff  C
das wäre bei 50Hz und C=100µF und Ueff = 230V dann etwa 10 A.
Gruß Rai

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