Hallo,
ich habe folgendes Problem: über ein Relais werden parallel einige
Module geschaltet, die in der Summe eine gewisse Kapazität durch ihre
Pufferkondensatoren haben (~1000 µF). Die fraglichen Schaltungsteile
werden mit 24 V= versorgt. Ich habe beobachtet, dass das Relais (Finder
40.52.9) nach einer gewissen Zahl an Schaltzyklen "kleben belibt", in
diesem Falle nicht mehr ausschaltet.
Mir ist soweit klar, dass das an den Einschaltströmen liegen muss, die
die Relaiskontakte verbrennen. Das Relais ist für einen Dauertrom von 8A
ausgelegt, die Einschaltströme durch die Cs sind hier vermutlich
deutlich höher.
Was kann man da machen? Eine Variante wäre einen kleinen Widerstand in
Reihe zur Last zu legen um den Einschaltstrom zu begrenzen. Das ist
nicht meine erste Wahl (wenn es denn Alternativen gibt), weil dadurch
natürlich ein permanenter Spannungsabfall entsteht.
Hilft alternativ ein Snubber (RC paralell zu den Schaltkontakten) auch
bei primär kapazitiven Lasten wie hier um das Relais zu schonen?
Danke für alle Hinweise!
mpunkt schrieb:> Hilft alternativ ein Snubber (RC paralell zu den Schaltkontakten) auch> bei primär kapazitiven Lasten wie hier um das Relais zu schonen?
Nein, der hilft nur gegen Spannungsspitzen beim Ausschalten induktiver
Lasten.
Du brauchst eine Einschaltstrombegrenzung. Entweder durch einen
Heißleiter oder besser durch einen Vorwiderstand, der nach kurzer Zeit
durch ein Relais überbrückt wird.
Beides sollte aber thermisch überwacht werden.
Gibts fertig im Hutschienengehäuse, aber rel. teuer. z.B.
http://www.buerger-electronic.de/einschaltstrombegrenzer-il-wechselstrom.php
Der Andere schrieb:> Gibts fertig im Hutschienengehäuse, aber rel. teuer. z.B.
Sorry, bei dir gehts ja um 24V DC. Da müsste man für fertige Lösungen
mal suchen.
mpunkt schrieb:> Hilft alternativ ein Snubber (RC paralell zu den Schaltkontakten)
Nein, der verschlimmert ja noch den Kurzschlussstrom über den Kontakten
- du hast ja beobachtet, das die Kontakte beim Schliessen verschweisst
werden. Snubber helfen im gegenteiligen Fall, wenn also z.B. eine
Induktivität abgeschaltet wird und beim Öffnen der Kontakte ein
Lichtbogen entsteht.
Du musst also entweder ein Relais nehmen, welches den hohen
Einschaltstrom spezifiziert verkraftet, die Elkos verkleinern, oder mit
Strombegrenzung (NTC, Widerstand) arbeiten.
Stefan U. schrieb:>> Da kann man auch ein Thyristor nehmen.>> Kann auch nur begrenzte Einschaltströme verkraften.
Das stimmt zwar, aber er hat gegenüber dem Relaiskontakt den großen
Vorteil, daß er nicht prellt.
Insofern ist das im Einzelfall duchaus überlegenswert gegenüber einer
Lösung mit:
Lastwiderstand, 2. Relais zum Überbrücken plus Ansteuerelektronik plus
therm. Überwachung des Vorwiderstands.
Vielen Dank schon mal!
Dann muss ich vermutlich den Vorwiderstand verwenden oder das Relais
rausschmeißen ... An anderer Stelle in dem System verwende ich
tatsächlich schon einen High-Side-Switch. Mit dem Relais wollte ich nur
zwischen zwei Spannungsquellen (interner Akku/ externes NT) umschalten.
Die Umschaltung sollte eben genau dann erfolgen, wenn die externe
Spannung anliegt. Das lässt sich mit einem Relais ja grundsätzlich sehr
einfach machen, deswegen war das hier der favorisierte Weg. Mit den
High-Side-Switches wirds etwas aufwändiger weil die ja nur ein- und
nicht umschalten. Aber bevor ich jetzt noch ein zweites Relais zum
Brücken des Vorwiderstandes verwende überlege ich mir lieber etwas
anderes ...
mpunkt schrieb:> An anderer Stelle in dem System verwende ich> tatsächlich schon einen High-Side-Switch. Mit dem Relais wollte ich nur> zwischen zwei Spannungsquellen (interner Akku/ externes NT) umschalten.
wenn die externe Spannung > als die Akku Spannung ist reichen doch 2
Diode.
mpunkt schrieb:> An anderer Stelle in dem System verwende ich tatsächlich schon einen> High-Side-Switch.
Auch solche Transistoren müssen für grosse Einschaltströme
kräftig überdimensioniert werden. Die erwähnten Spezialrelais
sind da deutlich robuster.
Peter II schrieb:> wenn die externe Spannung > als die Akku Spannung ist reichen doch 2> Diode.
Das ist richtig, ich würde das nur nicht so gerne als "harte
Randbedingung" einführen.
Harald W. schrieb:> Auch solche Transistoren müssen für grosse Einschaltströme> kräftig überdimensioniert werden. Die erwähnten Spezialrelais> sind da deutlich robuster.
Es fällt mir schwer abzuschätzen wie groß die "Stoßströme" durch die Cs
tatsächlich sind. Im Moment ist ein BTS6143 eingeplant, dessen
Strombegrenzung lt. Datenblatt bei 75A einsetzt - wobei da sicherlich
auch noch der zeitliche Aspekt eine Rolle spielt, will sagen, ich weiß
nicht ob mir das bei dem relaitv kurzen Puls hilft.
mpunkt schrieb:> beobachtet, dass das Relais (Finder> 40.52.9) nach einer gewissen Zahl an Schaltzyklen "kleben beleibt"
FIN 40.52.9 24V : Steckrelais, 2x UM, 250V/8A, 24V, RM 5,0mm
Es gibt auch Kontakte, die mehr als 8A aushalten.
Ein kleiner "Vorwiderstand" könnte auch durch eine dünnere Zuleitung zu
Stande kommen? Man sollte die Zuleitung aber so wählen, daß die
Sicherung noch eine Chance hat bei Überlastung auszulösen.
oszi40 schrieb:> Es gibt auch Kontakte, die mehr als 8A aushalten.
Du meinst ein "größeres" Relais an der Stelle zu verwenden? Das Problem
ist vermutlich, dass die Anfangsströme wirklich sehr groß sind, wenn ich
danach das Relais dimensionieren würde, wäre es vermutlich wirklich
riesieg - und teuer ...
Ich hatte aber gerade noch einen anderen Gedanken, vielleicht mag mal
jemand was dazu sagen (insb. ob da irgendwo ein Denkfehler vorliegt).
Ich könnte den Vorwiderstand ja vor das Relais in den Zweig vom ext.
Netzeil legen, sodass er nur in dieser Betriebsart und nicht im
Akkubetrieb wirksam ist (siehe Skizze (ich weiß, etwas unübersichtlich
...)).
Es gibt ja zwei Zustände:
1.) Akkubetrieb -> ext. NT wird angesteckt
in diesem Falle sind die ElKos geladen, es findet nur eine gewisse
Entladung während der Umschaltzeit des Relais statt. In dem Moment wo
das NT verbunden ist, wirkt außerdem der Vorwiderstand
2.) System aus -> ext. NT wird angesteckt
in diesem Falle müssen die ElKos umgeladen werden, dabei begrenzt aber
der Vorwiderstand im Zuleitungszweig vom NT den Einschaltstrom.
Wenn das System im Akkubetrieb eingeschaltet wird, sind die
Relaiskontakte ja bereits geschlossen, es sollte also zu keiner
Funkenbildung kommen.
Wie gesagt, mich stört der Vorwiderstand nur im Akkubetrieb. Auf diesem
Weise sollte ich dem aus dem Wege gehen, oder?
Danke sehr für's Mitdenken!
mpunkt schrieb:> Das Problem ist vermutlich, dass die Anfangsströme wirklich> sehr groß sind,
Du meinst, grösser als 100A? 100A Einschaltstrom sind für die
oben erwähnten Spezialrelais mit Wolframkontakten kein Problem.
Hallo,
in der Leistungselektronik (Stromrichtertechnik) arbeitet man mit einer
Vorladung, die am Ende von einem weiteren Schaltgerät überbrückt wird.
Beim Zuschalten ohne Vorladung muss man sich vor Augen halten, dass
immer auch Induktivitäten beteiligt sind, die dazu führen, dass sich am
Kondensator die doppelte Spannung einstellen kann. Das kann wiederum zum
Überspannungstot von angeschlossenen Bauteilen führen. Des weiteren
beobachtet man den Vorladenvorgang und ermittelt dabei, ob die Kapazität
noch stimmt, denn wenn man so große Kapazitäten benötigt, sind mehrere
Kondensatoren beteiligt, von denen auch mal welche kaputt gehen können.
Viele Grüße MKc
Harald W. schrieb:> Du meinst, grösser als 100A? 100A Einschaltstrom sind für die> oben erwähnten Spezialrelais mit Wolframkontakten kein Problem.
Das denke ich eher nicht, weiß aber wie gesagt nicht, wie hoch der Strom
tatsächlich ist. Einen gewissen ohmschen Widerstand bringen die
Zuleitungen/Leiterbahnen ja auch noch mit sich.
Könntest Du evnt mal ein Link zu den von Dir angesprochenen Relais hier
posten? Ich finde da kaum etwas, das in der Bauform grob in die Richtung
des o.g. Finder Relais geht.
mpunkt schrieb:> Könntest Du evnt mal ein Link zu den von Dir angesprochenen Relais hier> posten?
Naja, hier ist der erste Link bei Google mit Suche nach inrush relais:
http://www.voelkner.de/products/154642/Relais-1um-G5rl-1-E-Hr-12-Vdc-Highinrush.html
Schon mal von Google gehört?
> Noch mal eine Nachfrage: Ist Funkenbildung eigentlich nur beim Schließen> der Relaiskontakte zu erwarten oder auch beim Öffnen?
Es kann Funken o.ä. beim Öffnen und beim Schliessen geben.
Die Ursachen sind unterschiedlich.
mpunkt schrieb:> Ist Funkenbildung eigentlich nur beim Schließen> der Relaiskontakte zu erwarten oder auch beim Öffnen?
Beim Schließen passiert garnichts, nur beim Öffnen. Und Funken spielen
dabei keine Rolle, dazu sind die Spannungen zu niedrig. Sie sind auch
nicht das wirkliche Problem. Sie sind eigentlich kalt und tragen nur ein
wenig Material ab.
Es ist der Lichtbogen, wie beim Schweißen. Wenn der Kontakt beim
Schließen prellt, und das tut er, öffnet er kurz, es entsteht ein
Lichtbogen und der Kontakt verschweißt. So wie beim Schweißen die
Elektrode kleben bleibt, wenn man es nicht richtig kann.
Früher hat man daher z.B. Quecksilberschalter genommen, die nicht
prellen. Heute nimmt man Halbleiterschalter, so sie denn den Strom
aushalten.
MfG Klaus
mpunkt schrieb:> Ist Funkenbildung eigentlich nur beim Schließen> der Relaiskontakte zu erwarten oder auch beim Öffnen?
Funkenbildung ist nicht Dein Hauptproblem. Du sagst "über ein Relais
werden parallel einige Module geschaltet, die in der Summe eine gewisse
Kapazität durch ihre Pufferkondensatoren haben"
In einfachen Worten heißt das, Du schaltest quasi gegen einen
Kurzschluß, weil die Elkos leer sind - das bringt Deine Relais um, der
Einschaltstrom hat einen theoretisch unendlich hohen Wert.
Funkenbildung entsteht typisch beim Abschalten, das sehe ich aber bei
Deiner Schilderung als unwichtig.
Ich denke, Du solltest mit einem zweiten Relais samt Vorwiderstand Deine
Elkos vorladen, man nennt es auch "Einschaltstrombegrenzung".
Manfred schrieb:> Ich denke, Du solltest mit einem zweiten Relais samt Vorwiderstand Deine> Elkos vorladen, man nennt es auch "Einschaltstrombegrenzung".
Das wäre ein üblicher Weg den Vorschalt-R überbrücken. Wir wissen nicht,
wie hoch hier der STROM ist und wir wissen nicht wie lang seine
Leitungen sind. Es könnte als armer Bastler einen längeren Draht
einlöten und seine Funken beobachten.
Hallo,
noch eine letzte Anmerkung meinerseits, bitte denken sie auch an die
armen Kondensatoren, die sich ja nicht gegen den Strom wehren können. In
der Praxis führt ein Zuschalten ohne Vorladung zu Frühausfällen mit z.B.
abgerissenen internen Anschlüssen im Kondensatorbecher.
Grüße Manfred
Manfred schrieb:> Funkenbildung entsteht typisch beim Abschalten, das sehe ich aber bei> Deiner Schilderung als unwichtig.
Da jedes Relais beim Einaschalten prellt ist die Funkenbildung genau
hier nicht unwichtig, sondern die Ursache daß die Kontakte
zusammenschweißen.
Manfred schrieb:> Ich denke, Du solltest mit einem zweiten Relais samt Vorwiderstand Deine> Elkos vorladen, man nennt es auch "Einschaltstrombegrenzung".
Was schon in versch. Varianten mehrfach vorgeschlagen wurde.
Manfred K. schrieb:> In> der Praxis führt ein Zuschalten ohne Vorladung zu Frühausfällen mit z.B.> abgerissenen internen Anschlüssen im Kondensatorbecher.
Eher weniger, das beweisen Millionen Schaltnetzteile, die entweder
intern eine Begrenzung haben oder denen es nichts ausmacht.
Aber schonender ist es allemal, das kritische Element ist aber erstmal
das Relais / der Schalter.
Eine weitere Anmerkung:
Thyristoren mögen auch keinen riesen Einschaltstrom. Im Schaltmoment ist
die Sperrzone nur an wenigen Stellen leitend. Die leitenden Stellen
müssen sich erst ausbreiten. Ist der Einschaltstrom sehr hoch, dann
heizen sich diese kleinen Bereiche sehr stark auf, und der Thyristor ist
anfällig fürs durchlegieren.
Moin,
Wie waer's mit einer kleinen (Speicher)Drossel in der Leitung zu den
Modulen und entsprechender Freilaufdiode, so dass beim Abschalten des
Relais kein Lichtbogen entsteht? Die Drossel so gross, dass der
Einschaltstrom gedaempft wird, aber so klein, dass die
Spannungsueberhoehung an den Elkos noch nicht kritisch wird und die Rdc
Verluste auch noch im Rahmen sind.
Gruss
WK
Evtl. ein Relais mit Wolfram-Vorlaufkontakt verwenden (Hongfa, Schrack
o.ä.). Die sind für große Einschaltströme ausgelegt.
Ansonsten Einschaltstrombegrenzer verwenden.
Minimalist schrieb:> Thyristoren mögen auch keinen riesen Einschaltstrom. Im Schaltmoment ist> die Sperrzone nur an wenigen Stellen leitend. Die leitenden Stellen> müssen sich erst ausbreiten. Ist der Einschaltstrom sehr hoch, dann> heizen sich diese kleinen Bereiche sehr stark auf, und der Thyristor ist> anfällig fürs durchlegieren.
Deshalb schaltet man da auch kleine Drosseln in Reihe die die
Stromanstiegsgeschwindigkeit begrenzen. Die kann man wiederum durch ein
RC-Glied bedaempfen.
Minimalist schrieb:> Eine weitere Anmerkung:> Thyristoren mögen auch keinen riesen Einschaltstrom. Im Schaltmoment ist> die Sperrzone nur an wenigen Stellen leitend.
Das mag so stimmen. Hier geht nun aber ganz offensichtlich um
Gleichstrom, da kann ein Thyristor wenig sinnvolles bewirken - der geht
nämlich nicht mehr aus.
Manfred schrieb:> Hier geht nun aber ganz offensichtlich um> Gleichstrom, da kann ein Thyristor wenig sinnvolles bewirken - der geht> nämlich nicht mehr aus.
Doch, mit einem zweiten Thyristor kann man den ersten ausschalten.
Solche Gleichstromschalter sind aber zemlich aus der Mode gekommen,
seitdem es billige FETs für hohe Ströme gibt. Ich nehme allerdings
an, das man für HGÜ weiterhin Thyristoren als Schalter nimmt.
