Trafo per SSR schalten - Nullspannungsschalter, oder nicht?
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Trafo per SSR schalten - Nullspannungsschalter, oder nicht?
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BID = 470221
Napfi
Gerade angekommen
Beiträge: 11
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Hallo,
ich möchte einen Trafo wegen sehr hoher Schalthäufigkeit (10mal pro Minute oder so) per Halbleiterrelais schalten. Ein mechanisches Relais wäre da wahrscheinlich ziemlich bald am Ende seiner Kräfte.
Nur... Es gibt Halbleiterrelais mit Nulldurchgangsschalter, und welche ohne. Der Trafo wird zwar nahe Nennlast betrieben, verhält sich daher überwiegend ohmsch, aber leider halt doch nicht rein ohmsch.
Lang, lang ist's her, irgendwann mal habe ich gelernt, daß bei Induktivitäten der Strom der Spannung 90 ° nachhinkt. Das würde bedeuten, beim Anschalten im Nulldurchgang würde der maximale Strom fließen, und beim Anschalten im Spannungsmaximum würde der minimale Strom fließen.
Ich weiß nicht so recht, welches Halbleiterrelais ich jetzt nehmen soll. Aus dem, was ich mal gelernt habe, würde folgen, ein momentschaltendes wäre besser, weil es einer geringeren Stoßstrombelastung ausgesetzt ist, und ein nulldurchgangsgesteuertes wäre die schlechteste Lösung.
Was sagen die Experten?
Viele Grüße
Napfi
[ Diese Nachricht wurde geändert von: Napfi am 7 Nov 2007 19:44 ] |
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BID = 470308
perl
Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1
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Zitat :
| | Lang, lang ist's her, irgendwann mal habe ich gelernt, daß bei Induktivitäten der Strom der Spannung 90 ° nachhinkt. |
In der Tat führt Abschalten des Halbleiters nahe des Stromnulldurchgangs zu einem sofortigen Spannunganstieg.
I.d.R. ist das aber nicht das Problem. Da der induktive Strom meist relativ gering ist, kann man mit einer einfachen R-C-Beschaltung die Spannunganstiegsgeschwindigkeit soweit vermindern, das keine Wiederzündung erfolgt. In käuflichen SSR sind solche RC-Snubber oftmals auch schon eingebaut.
Zwei antiparallele Thyristoren verhalten sich in dieser Hinsicht auch viel günstiger als ein Triac.
Nullspannungschalter sind für induktive Lasten nicht unbedingt zweckmäßig. Ihr Einsatz ist eher bei Widerstandslasten erforderlich um Störungen anderer Geräte durch den extrem schnelle Stromanstieg zu vermeiden.
Induktivitäten haben von Haus aus keinen schnellen Stromanstieg.
Beim Schalten von Transformatoren kann es aber zu einem Phänomen kommen, das mit den magnetischen Eigenschaften des Eisenkerns zu tun hat:
Wenn der Trafo mit der gleichen Polarität eingeschaltet wird, die er beim Abschalten gehabt hat, dann hat er oft noch Restmagnetismus im Kern und wegen der gleichnamigen Polarität setzt dann schnell die magnetische Sättigung ein.
Da sich das Magnetfeld dann kaum noch ändert, bricht die Induktivität auf sehr geringe Werte zusammen und der Trafo stellt praktisch eine Last mit dem Kupferwiderstand der Primärwicklung dar. Dieser ist ja möglichst gering und bei grösseren Trafos entsteht praktisch ein Kurzschluss für eine Halbwelle.
Oft genügt dieser Stossstrom, dass die Sicherungen auslösen, aber in jedem Fall ist es ein enormer Stress für die Halbleiter.
Die Verwendung von Nullspannungsschaltern ist hier eher kontraproduktiv, da es mit ihnen mit 50%iger Wahrscheinlichkeit zum Knall kommt.
Abhilfe schafft z.B. das stufenweise Einschalten über einen Widerstand, die Vormagnetisierung des Kerns in umgekehrter Richtung oder ein sanftes Anfahren mittels Phasenanschnitt (=eben kein Nullspannungschalter).
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Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.
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BID = 470480
Tom-Driver
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Hallo,
eine - wie ich finde - sehr schöne Abhandlung zu diesem Thema (nebst Schaltbeispielen) findet sich >hier<!
einen schönen Tag noch,
Tom. 
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BID = 470666
Napfi
Gerade angekommen
Beiträge: 11
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Hallo Tom,
tut mir leid, aber mit Deiner Antwort kann ich nichts anfangen. Wie man eine Einschaltstrombegrenzung baut, weiß ich selber.
Meine Frage war aber, ob man beim Schalten eines Trafos per SSR ein nulldurchgangschaltendes, oder besser ein momentschaltendes SSR verwendet. Diese Frage beantwortet Dein Beitrag leider in keinster Weise.
Eine Einschaltstrombegrenzung ist bei einem 45 VA-Trafo, der per PID-Regler im ungünstigsten Fall im Sekundentakt geschaltet wird, auch ziemlich sinnlos.
Viele Grüße
Napfi
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BID = 470702
perl
Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach
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Dann kannst du hoffentlich mit den darüberstehenden Ausführungen etwas anfangen.
Für einen 45VA-Trafo kannst du einen x-Beliebiges SSR mit eingebautem Snubber verwenden. Es sollte nur die hin und wieder auftretenden Stromimpulse gut wegstecken können.
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BID = 470708
Tom-Driver
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Sorry, Napfi,
wahrscheinlich habe ich perls Ausführungen aufmerksamer gelesen als Deine Problemstellung, nun habe ich meine Fehleinschätzung erkannt.
Folge perls Erläuterungen und es sollte klappen.
Gruß, Tom.
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BID = 470883
Napfi
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Hallo,
danke für die Anregungen. Ich habe mich jedoch letztendlich dazu entschlossen, die Last trotz der Verluste im SSR sekundärseitig zu schalten.
Viele Grüße
Napfi
[ Diese Nachricht wurde geändert von: Napfi am 9 Nov 2007 19:20 ]
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