Spule/Induktivität: Warum fliegt eigentlich LS-Schalter

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Spule/Induktivität: Warum fliegt eigentlich LS-Schalter
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BID = 631548

Kermit24

Gesprächig



Beiträge: 155
Wohnort: Köln
 

  


Hallo,

ich habe mal eine Frage zur Eigentümlichkeit von großen Induktivitäten. Wieso fliegt eine Sicherung, wenn man eine große Induktivität anschließt, also beim Einschaltvorgang? Man sagt im Volksmund "Es fließt ein hoher Einschaltstrom". Aber warum ist das so?

Beim Kondensator wäre mir das klar: Erst fließt ein großer Strom und dann baut sich die Spannung im Kondensator auf. Aber bei einer Spule sollte es doch umgekehrt sein? Erst liegt die Spannung an und der Strom steigt langsam? Dann dürfte im Einschaltmoment doch nicht die Sicherung fliegen?


TIA,
Kermit


BID = 631549

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

 

  

Das passiert nur bei Induktivitäten mit Eisenkern und ohne Luftspalt.
Das für die Bleche verwendete Eisen (Dynamoblech) ist i.A. nämlich gar nicht so weichmagnetisch, wie man meint.
Wenn der magnetische Kreis nicht durch einen Luftspalt unterbrochen ist, kann beim Abschalten noch ein erheblicher Restmagnetismus (Remanenz) bestehen bleiben. Siehe auch die überall vorhandenen Erklärungen zur Hystereseschleife.

Wenn nun beim Einschalten der Kern zufällig in die gleiche Richtung magnetisiert wird, in der er schon magnetisiert ist, dann steigt die Magnetisierung rasch bis zum Sättigungswert.
Von da an ändert sich sich die Magnetisierung des Eisens kaum noch und als Ergebnis sinkt die induzierte Gegenspannung. Die Trafowicklung hat ab diesem Punkt nur noch die Induktivität einer Luftspule.
Diese sehr geringe Induktivität führt zu dem überaus steilen Stromanstieg, der praktisch nur noch durch den Gleichstromwiderstand der Wicklung begrenzt wird.

Wenn die Sicherung diesen Halbwelle übersteht, ist der Spuk vorbei, denn von nun an wird ja wieder in die Gegenrichtung magnetisiert und der Trafo arbeitet wieder normal.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am  3 Sep 2009 11:20 ]








BID = 631608

Kermit24

Gesprächig



Beiträge: 155
Wohnort: Köln

Danke für die Erklärung. Es hängt also nur mit der Hysteresekurve vom Kernmaterial zusammen, genaugenommen mit der Sättigung?

Ich besitze beispielsweise ein kleines Schweißgerät, dass ich die Tage noch mal benutzt habe, um ein kleines Blech an mein Fahrrad wieder festzuschweißen. Davor habe ich es min. 3 Jahre nicht mehr benutzt. Ein Restmagnetismus vom letzten Gebrauch beim ersten Einschalten kann ich auf Grund des Zeitraumes quasi ausschließen. Dennoch hat mir direkt beim ersten Einschalten der LSS ausgelöst. Ist die erste Ursprungskurve denn steiler als die Hysteresekurve später oder wieso fliegt die Sicherung auch hier schon?
Spätestens nach dem ersten Auslösen hatte der Trafo natürlich Remanenz. Ich habe das Gerät dann eingeschaltet gelassen und nach einigen (3-4) Freiauslösungen des LSS blieb dieser endlich drin.

Mal (rein hypothetisch) angenommen die Netzfrequenz wäre höher als 50Hz: Wäre es dann einfacher einen solchen Trafo einzuschalten, weil die Sättigung nie erreicht würde?

Vielen Dank,
Kermit



BID = 631703

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Ein Restmagnetismus vom letzten Gebrauch beim ersten Einschalten kann ich auf Grund des Zeitraumes quasi ausschließen.
Nein, das kannst du eben nicht.
Ein Dauermagnet entmagnetisiert sich ja auch nicht durch liegenlassen.

Du kannst den Kern allenfalls entmagnetisieren, indem du den Trafo vorher einige Sekunden an eine geringe Wechselspannung, z.B. 24V anschliesst.

Ein anderes Verfahren besteht darin, dass man den Einschaltstrom mit einem Widerstand auf ein unproblematisches Mass begrenzt, und diesen Widerstand nach kurzer Zeit mit einem Schütz überbrückt.
Der Widerstand, z.B. 10 Ohm, muss aber in der Lage sein mindestens für eine Halbwelle die volle Netzspannung auzuhalten. Das ist nur bei entsprechend leistungsfähigen Widerständen der Fall. Bei Widerständen mit vielleicht 6W oder 10W Belastbarkeit kann der Widerstandsdraht noch blitzartig durchbrennen.
Eien 100W-Glühlampe als Widerstand macht sich in dieser Schaltung also gar nicht schlecht, aber die ist ja gerade verboten worden ...

P.S.:

Zitat :
Mal (rein hypothetisch) angenommen die Netzfrequenz wäre höher als 50Hz: Wäre es dann einfacher einen solchen Trafo einzuschalten, weil die Sättigung nie erreicht würde?
Im Prinzip ja, wenn man den gleichen Trafo verwendet. Derr Kern wird dabei auch nicht so hoch ausgesteuert.
Allerdings würde man den Trafo dann wohl auch überhaupt kleiner bauen und hätte das gleiche Problem wieder.

Für ein Schweissgerät wäre dein Vorschlag auch nicht praktikabel, da dort der Strom durch die Streuinduktivität des Trafos begrenzt wird.
Da dieser Blindwiderstand frequenzabhängig ist, würde bei einer Frequenzerhöhung der Ausgangsstrom in nicht akzeptablem Masse sinken.



[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am  3 Sep 2009 22:29 ]


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