Hallo.
Ich möchte einen Kondensator in einer definierten Zeit entladen beim
Abschalten eines Gerätes über einen vorhandenen abfallenden Schütz
Berechnungen zur Leistungsfähigkeit des Widerstandes sind mir bekannt
(Elektroniker gelernt vor 25 Jahren, seither aber nur noch normale
Elektrik), aber mit der Formel tau = R x C brauche ich etwas Hilfe, ist
schon länger her.
Auch die Sicherheitsregeln und die Anwendung von gefährlichen Spannungen
sind bekannt
Der Kondensator hat 47000µF
Die gemessene Gleichspannung ist bei 30V
In der Bastelkiste habe ich einige 47 Ohm / 50 Watt Widerstände
gefunden, die ich gerne verwenden würde.
Ist die Berechnung so korrekt:
tau = R * C
tau = 47 ohm * 0,047 Farad
tau = 2,1
Das würde bedeuten, das der Kondensator nach ca. 10 Sekunden (5 mal tau)
"leer" ist ?
Wenn ich dann die Anzahl der parallelgeschalteten Widerständen
verdopple, halbiert sich die Entladezeit
In einem Widerstand entsteht die maximale Leistung von:
P= U² / R
P=30 Volt zum Quadrat / 47 Ohm
P= 19 Watt
Ich bitte euch, kurz drüber zu schauen, ob das so korrekt ist.
Vielen Dank
Ralf schrieb:> tau = 2,1>> Das würde bedeuten, das der Kondensator nach ca. 10 Sekunden (5 mal tau)> "leer" ist ?
Ja
Aber die 19W sind zu viel, denn der Kondensator hat ja nicht die ganze
Zeit lang 19W. Ein 2W Zement-Widerstand wird sicher auch halten.
Ralf schrieb:> tau = 2,1
Da fehlt die Einheit.
Korrekt ist tau = 2,1s
> Das würde bedeuten, das der Kondensator nach ca. 10 Sekunden (5 mal tau)> "leer" ist ?
Die Spannung ist nach 1 x tau auf 30% der Ausgangsspannung (also etwa
10V) gefallen, nach 2 tau auf 30% dieser 30% (also etwa 3V) und nach 5
tau sind von den ürsprünglich 30V weniger als 0,15V übrig.
Ralf schrieb:> In einem Widerstand entsteht die maximale Leistung von:> P= 19 Watt
Richtig, diese Leistung ist aber nur sehr kurzzeitig zu Beginn so hoch
und ist nach 1 tau nur noch etwa 1/10 davon: 10V*10V/47R = 2W.
Es würde also ein impulsfester 2W Draht-Widerstand schon ausreichen...
Nabend.
Das ging ja Fix.
Die 47 Ohm Brummer (mit gold eloxiertem Gehäuse) habe ich halt rumliegen
in größerer Anzahl, die werden eigentlich auch öfter genutzt.
Es geht um ein Schutzgas-Schweißgerät, das mit Gleichstrom funktioniert
und einen Kondensator drin hat, und einen permanenten Endladewiderstand
von 330 Ohm, und nach dem Schweißen ist immer noch Restspannung drauf,
und dann klebt der Draht fest.
Bei vielen anderen Geräten ist das dann so gelöst, das beim abschalten
der Kondensator entladen wird, das möchte ich gerne nachrüsten, der
Schaltschütz im Gerät hat bereits einen 21/22 NC Kontakt, den ich
verwenden möchte.
30V DC und 4 parallelgeschaltete Endladewiderstände ergeben einen
Entladestrom von 2,5Ampere, das sollte auch dauerhaft drin sein und auch
für den Schütz machbar sein.
Gruß und noch ein Gutes neues Jahr
Ralf
Stefan ⛄ F. schrieb:> Aber die 19W sind zu viel, denn der Kondensator hat ja nicht die ganze> Zeit lang 19W. Ein 2W Zement-Widerstand wird sicher auch halten.
Die Entladezeit ist recht lang, tau=2.2s.
In den ersten 500ms sind es immerhin im Mittel 15W, in der ersten
Sekunde noch im Mittel 12.5W, in den ersten 5 Sekunden dann
durchschnittlich 4W.
Das erscheint mir ein wenig viel für einen 2W-Widerstand; das muss man
entsprechend den Daten des Widerstands entscheiden, ob der das noch
kann.
Ralf schrieb:> und einen permanenten Endladewiderstand> von 330 Ohm
Ist das wirklich so? Und wenn der TO die "fetten" Widerstände in der
Bastelkiste hat, dann kann doch nichts passieren. Interessant wäre
vielleicht noch, ab welcher Spannung der Schweissdraht nicht mehr klebt.
D.h. wie schnell sollte der Kondensator unter dieser Spannung sein.
Viel Spass und Gruß, Rainer
Stefan ⛄ F. schrieb:> Ich sehe gerade, dass es die Zementwiderstände, die ich im Sinn hatte,> eh erst ab 5W aufwärts gibt.
OK, mit denen geht es gut: 5fache Überlast bis 5s - damit ist man safe!
HildeK schrieb:> Klaus R. schrieb:>> 3,3 W>> mfg klaus>> Vorsicht! Mach das selbe mal mit anderen Simulationszeiten, z.B. 1s oder> mit 100s!
Deshalb habe ich ja nur begrenzt auf die Entladezeit messen lassen.
Begrenzt auf 2,4 s sind es 7,3 W.
Entscheidend ist hierbei auch die Wärmekapazität des Widerstandes. Also
ich würde, wenn ich ganz sicher gehen wollte, hier ein 5 W Hochlast
Keramik Widerstand nehmen. Der sollte diesen einmaligen Impuls locker
schlucken ohne wirklich warm zu werden.😎
https://www.reichelt.de/drahtwiderstand-axial-5-w-47-ohm-10--5w-axial-47-p2625.html?&trstct=pol_1&nbc=1
mfg Klaus
Leistung ist hier die falsche physikalische Größe, es sei denn, es wird
periodisch entladen.
Besser ist es, die im C gespeicherte Arbeit W zu betrachten, also die
ca. 20 J. Die werden im R (egal wie groß!) in Wärme umgesetzt. Je
schneller das passiert (kleineres R), umso weniger Wärme wird davon an
die weitere Umgebung weitergeleitet.
Für das R lässt sich dann mit dessen Masse und der spezifischen
Wärmekapazität des Materials die Temperaturerhöhung pro Entladevorgang
bestimmen. Typisch liegt man so bei 1 J/(gK). Die 20 J würden einen
Widerstand mit 1 g Masse somit um 20 K aufheizen.
dfIas schrieb:> Typisch liegt man so bei 1 J/(gK). Die 20 J würden einen> Widerstand mit 1 g Masse somit um 20 K aufheizen.
Danke für den Tipp. In der Tat berechne ich so die Heizleistung meiner
Solarkollektoren für Warmwasser. Vom Wasser kennt man jedoch die
spezifische Wärmmenge so ziemlich genau. Aber Dein Tipp zeigt schon die
richtige Richtung.
mfg Klaus
Klaus R. schrieb:> Also ich würde, wenn ich ganz sicher gehen wollte, hier ein 5 W Hochlast> Keramik Widerstand nehmen.dfIas schrieb:> Die 20 J würden einen Widerstand mit 1 g Masse somit um 20 K aufheizen.
Soweit völlig korrekt, wenn der Widerstand es schafft, die impulsartig
anfallende Energie in der "Widerstandsbahn" aufzunehmen und dann
anschließend "langsam" an den Körper abzugeben. Und deshalb muss es
hier ein massiver Kohlewiderstand (neuzeitlich eher ein
CCR-Widerstand**) oder ein Drahtwiderstand sein.
Denn ein (Kohle- oder Metall-)(Dünn- oder Dick-)Schichtwiderstand mit 2W
kann zwar auf Dauer 2W verheizen, er schafft es aber nicht,
Leistungsimpulse in der Widerstandschicht aufzunehmen und schnell genug
an den Körper abzugeben. Fazit ist ein Hotspot, an dem der Widerstand
früher oder später durchbrennt.
(**)
https://www.mouser.de/Passive-Components/Resistors/Ceramic-Composition-Resistors/_/N-7h8yz
Ralf schrieb:> Bei vielen anderen Geräten ist das dann so gelöst, das beim abschalten> der Kondensator entladen wird, das möchte ich gerne nachrüsten, der> Schaltschütz im Gerät hat bereits einen 21/22 NC Kontakt, den ich> verwenden möchte.
Ich kenne mich mit den Besonderheiten von Schweißgeräten nicht aus.
Daher die Frage: wie oft soll diese Entladung passieren? Jedes Mal wenn
der Schweißvorgang unterbrochen wird oder nur beim finalen Abschalten
des Gerätes?
Nur bei letzterem sind die genannte Vorschläge gültig, weil dann der
Widerstand auch genügend Zeit zum Abkühlen bekommt.
Klaus R. schrieb:> Also> ich würde, wenn ich ganz sicher gehen wollte, hier ein 5 W Hochlast> Keramik Widerstand nehmen. Der sollte diesen einmaligen Impuls locker> schlucken ohne wirklich warm zu werden.😎>> https://www.reichelt.de/drahtwiderstand-axial-5-w-47-ohm-10--5w-axial-47-p2625.html?&trstct=pol_1&nbc=1Lothar M. schrieb:> Und deshalb muss es> hier ein massiver Kohlewiderstand (neuzeitlich eher ein> CCR-Widerstand**) oder ein Drahtwiderstand sein.
Deshalb hatte ich den guten alten Drahtwiderstand gewählt der innen von
spezieller Keramik umgeben ist und außen noch eine weitere Schicht
aufweist.
dfIas schrieb:> Typisch liegt man so bei 1 J/(gK). Die 20 J würden einen> Widerstand mit 1 g Masse somit um 20 K aufheizen.
Deswegen fand ich den Ansatz von dfIas so interessant, der etwas mehr
Klarheit bietet und man nicht so auf das Bauchgefühl angewiesen ist.
mfg klaus
HildeK schrieb:> Jedes Mal wenn> der Schweißvorgang unterbrochen wird oder nur beim finalen Abschalten> des Gerätes?
Genau danach habe ich ja indirekt auch schon gefragt. Und nach meinen
bescheidenen Schweißerfahrungen sollte wohl bei jedem Abschalten zügig
entladen werden. Die Frage bliebe, warum dieses Gerät das nicht hat?!
Gruß Rainer
Ralf schrieb:> Ich möchte einen Kondensator in einer definierten Zeit entladen beim> Abschalten eines Gerätes über einen vorhandenen abfallenden Schütz
Hallo Ralf,
eine wichtige Frage zur Belastung des Ableitwiderstandes.
Dieser 47 mF Kondensator ist beim Schweißen aktiv und ein Schütz
schaltet den Strom zum Schweißen ab. Das abfallende Schütz schließt bei
offenen Schweißstromkreis einen Kontakt. Damit soll der 47 mF
Kondensator entladen werden?
So wie ich das schon gelegentlich sehen konnte ist dabei nicht
sichergestellt das nach ein oder zwei Sekunden eventuell erneut
geschweisst und unterbrochen wird.
Ich würde in diesem Fall eine besondere Belastung annehmen und nicht ein
paar Cent sparen wollen. Die 5 W genügen für einmalige Vorgänge in der
sich der Widerstand nach 1 Minute wieder abgekühlt hat. Die
Dauerleistung liegt ja bei 20 W. Ich würde deshalb diesen 17 W
Widerstand empfehlen, kostet ca. 1 €.
https://www.reichelt.de/drahtwiderstand-axial-17-w-47-ohm-10--vit-khs17akb-47r-p233350.html?&trstct=pol_15&nbc=1
Noch besser wäre dieser 25 W Hochlast-Drahtwiderstand im Metallgehäuse
geeignet. Das Gehäuse ist zudem wasserdicht, kostet ca. 4 €. Er kann
auch einen leichten Schlag vertragen ohne sofort zu brechen.
https://www.reichelt.de/drahtwiderstand-axial-25-w-47-ohm-1--vi-rh02547r00fe0-p233598.html?&trstct=pol_10&nbc=1
Ist der 47 mF Kondensator tätsächlich parallel zum Lichtbogen geschaltet
um ihn sauberer zu machen? Dann müßte der schon ziemlich robust sein.
Ist das bei den Schweißgeräten üblich oder ist das gebastelt?
mfg Klaus
Hallo.
Der Kondensator ist gleich nach dem Gleichrichter parallel zum
Scheißstrom geschaltet, das soll wohl den Lichtbogen Stabilisieren.
Der Lichtbogen und die Schweißqualität sind ok, aber auch nicht besser
als von meinem größeren Gerät vom gleichen Hersteller, das keinen
Kondensator hat, aber dafür auch älter ist.
Der Kondensator ist etwa so groß wie eine 0,33er Bier/Coladose.
Ich habe nur dem Platz geschuldet, 7 Stück von den 47 Ohm/50W
Widerständen parallelgeschaltet und einen neuen Schaltschütz eingebaut,
bei dem ich einen Hilfsschalterblock mit zwei parallelgeschalteten
NC-Kontakten aufgesetzt habe, die Kontakten aktiveren den
Entladestromkreis
Rechnerisch fließt ein maximaler Entladestrom von 4,5 Ampere an den
errechneten 6,7 Ohm und es entsteht eine maximale Leistung von 135 Watt,
die 7 Widerstände können aber ja 350Watt vertragen.
Besonders beim Punktschweißen wird ja der Kondensator jedesmal entladen
und wieder aufgeladen, das macht er aber ja auch wenn ich ihn von Hand
entlade über einen dann festklebenden Schweißdraht, bevor ich
weitermachen kann.
Ich habe dann auch mal im 1 Sekundenrhytmus die Schweißpistole 2 Minuten
lang ein uns ausgeschaltet, und die Widerstände haben sind nicht
wirklich erwärmt, aber die Spannung wurde jedesmal entladen, das habe
ich gemessen bei der Aktion.
Schweißen funktioniert auch, aber die nervige Restspannung ist immer
gleich weg nach rechnerisch 1,6 Sekunden (5x tau)
Frohes Basteln !
