Hallo
In der Schule hatten wir das Thema Kondensatoren und ich habe bei ein
paar Schaltungen gesehen, dass nicht nur IC's Stützkondensatoren haben,
sondern Verbraucher wie Motoren- und Ventilsteuerungen einige
Stützkondensatoren an ihrer Versorgung haben.
Ich habe die Schaltung auf das Wesentliche beschränkt und habe sie
angehängt. Dort werden zB 22uF verwendet. Was für ein Verbraucher
dahinter steckt weiss ich nicht.
Meine Frage ist wie wählt man nun die Kondensatorgrösse, wenn man zB
diesen Motor hier verwendet?
https://transmotec.de/Download/Datasheets/Transmotec-Datasheet-SDS90171A.pdf
Gemäss dUc= (1/C) * Integral(It*dt)
Wie erhalte ich C? Und woher erhalte ich die Informationen über Strom
It, Zeitänderung dt und die Spannungsänderung dUc?
Könntet ihr mir da weiterhelfen? Vielen Dank
Schüler schrieb:> Meine Frage ist wie wählt man nun die Kondensatorgrösse, wenn man zB> diesen Motor hier verwendet?
Ich ermittle sie experimentell. In die Berechnung fließen zu viele
unbekannte Faktoren ein. In deinem Fall z.B. die Eigenschaften der
Stromversorgung, der Leitungen, und der Last des Motors.
Schüler schrieb:> sondern Verbraucher wie Motoren- und Ventilsteuerungen einige> Stützkondensatoren an ihrer Versorgung haben.
Stützkondesatoren liefern immer dann lokal Energie, wenn die Versorgung
"zu weit" weg ist, um die ddirekt und niederimpedant liefern zu können.
> Dort werden zB 22uF verwendet. Was für ein Verbraucher> dahinter steckt weiss ich nicht.
Das kan nichts Großese sein, denn rechne einfach mal über den Daumen mit
der Formel C*dU =I*dt. Wenn z.B. die Spannung um 1V einbrechen darf und
ein Strom von 1A für 1ms fließt, dann brauchst du einen Stützkondensator
von C = I*dt/dU = 1A*1ms/1V = 1mF = 1000µF
Der Motor hat einen Nennstrom von 10A, er braucht zum Anlaufen bis zum
10-fachen für Locker 1 Sekunde. Jetzt kannst du ja mal rechnen: der
Kondensaotr muss ganz hübsch dick sein, wenn er nicht schnellstmöglich
vom Netzteil wieder nachgeladen wird. Deshalb ist es wichtig, dass
solche Verbraucher mit kurzen und dicken Leitungen angeschlossen
werden...
Kennst du i(t), also den zeitlichen Verlauf des Motorstroms?
Dann könntest du den Spannungseinbruch berechnen, aber da zusätzlich
auch noch die Spannungsquelle weiterhin Strom liefern wird, ist das
nicht so einfach. Da hilft aufbauen, messen und beurteilen viel eher.
Diese Kondensatoren sollen den vielleicht 10fachen Anlaufstrom des
Motors zum Teil liefern, so dass die Spannungsquelle nicht zu sehr
nachgibt.
Wenn sie ausreichend kräftig ist, die Leitungen den passenden
Querschnitt haben, dann sind sie nicht mal unbedingt notwendig.
Müssen sie stützen, dann sollten sie so groß wie möglich sein und
gleichzeitig schnell und viel Strom liefern können. Deshalb auch die
Kombination aus unterschiedlichen Werten.
Wobei die Kombination aus 10µ und 22µ eher wenig bewirkt, da darf einer
gerne mal 100fach so groß sein. Dein Motor zieht ja nominal 16A, aber
wie gesagt, das kann locker beim Anlaufen das 10fache sein. Das ist mit
Kondensatoren kaum zu stützen; das Netzteil muss es können.
Schüler schrieb:> wie wählt man nun die Kondensatorgrösse, wenn man zB diesen Motor hier> verwendet?
Ein Stützkondensator ist normalerweise NIR fazu da, den plötzlich
eingeschalteten Strom zum Verbraucher liefern zu können BEVOR das
Netzteil über die eventuell lange Zuleitung den Strom nachliefern kann
um den Verbraucher zu versorgen.
.Fenn eine Zuleitung braucht auf Hrund der Lange und damit Onduktivität
ein wenig Zeit bevor der Strom steigen kann, und in der Zeit muss der
Kondensator den Strom liefern können ohne dass die Spannung zum
Verbraucher storend einbricht.
Dazu tun es aber beist 100nF.
Beim Motor kommt hinzu, dass der beim Bremsen Strom ZURÜCKSPEIST, und
diese Energie aufgefangen werden muss ohne dass die Betriebsspannung zu
weit ansteigt, ohne das Elektronik kaputt geht. Dafür muss der
Kondensator viel grösser als 22uF sein. Rückspeisung Tritt in deiner
Schaltung nicht auf.
Drittens muss der Kondensator fur den Strom ausgelegt sein, der in ihn
und aus ihm fliesst, den Ripplestrom, und da kann ein 100nF uberfordert
sein und man braucht dickere Kondensatoren. Dein Kondensator ist aber
auch nicht für sehr hohe Rippleströme.
Stefan ⛄ F. schrieb:> Ich ermittle sie experimentell
ist in dem Fall wohl gemacht worden.
Lothar M. schrieb:> Der Motor hat einen Nennstrom von 10A, er braucht zum Anlaufen bis zum> 10-fachen für Locker 1 Sekunde.
Wie kommst du ausgerechnet auf "1 Sekunde"?
Falls die Stromversorgung nur genau den Nennstrom liefern kann, muss der
Kondensator über die Hochlaufzeit die Differenzenergie liefern können
und die hängt auch von der Masse des Rotors ab.
Nicht alles was nach Stuetzkondensator aussieht, muss auch einer sein.
Es koennte auch ein Teil eines Filters gegen unerwuenschte Abstrahlung
sein.
Bei der Auswahl der Groesse/Bauform kann man sich entweder auf
Standardwerte verlassen, z.B. die gern verwendeten 100 nF, oder in
komplexeren Faellen den Impedanzverlauf den das Bauelement sieht
messtechnisch ermitteln und optimieren.
"Stützkondensatoren" wird man bei Motoren wohl nicht verwenden. Da nimmt
man die Spannungseinbrüche oder Spitzen beim Anfahren oder Abbremsen in
Kauf und versorgt die dazugehörige Elektronik aus einem Pfad, der vom
Strompfad des Motors getrennt ist.
Für die Energien, die beim Anlaufen von Motor entstehen, reichen
Kondensatoren nur bedingt zum Stützen.Die 33µF da oben bringen keinen
echten Stützeffekt bei einem Motor.
Meist benötigt man aber ein Funkentstörglied, um die Umgebung vor den
Störsignalen aus dem Motor zu schützen. Dazu braucht man keine µF oder
gar mF. Eher einige nF + Drossel.
Die Kombination von µF und nF als Stützkondensator benutzt man bei
Digitalschaltungen, die steile Schaltflanken erzeugen müssen. Ein µF-
oder sogar mF-Kondensator hat Grenzen der Stromlieferung durch seine
Eigeninduktivität und sein ESR, selbst wenige cm der Zuleitungen können
steile Flanken verhindern.
Bei sehr schnellen Schaltvorgängen muss man daher einen zweiten oder gar
dritten Kondensator parallel zum Stützkondensator schalten. Etwa mF in
der Spannungsversorgung, 0,1 µF direkt am IC auf der Leiterplatte und,
wenns nicht reicht, ein nF direkt am IC.
Bei CPUs im PC wimmelt es doch von vielen nF-Cs an mehreren Stellen,
sogar unter der CPU-eiterplatte zur Stützung der Spannung.