Ich habe recherchiert, wie man einen kleinen Wechselstrommotor mit einem Relais steuert und insbesondere, wie man einen Wechselstrommotor mit einem Relais ausschaltet .
Dies ist ein Thema, das auf dieser Seite schon oft aufgekommen ist, aber die Antworten, die gegeben werden, sind ziemlich unterschiedlich.
Das grundlegende Problem besteht darin, dass ein Wechselstrommotor "zurückschlägt", wenn versucht wird, den zu ihm fließenden Strom zu unterbrechen. Wenn das Relais öffnet, steigt die Spannung am Motor dramatisch an. Wenn dies nicht behoben wird, kommt es zu Lichtbogenbildung an den Relaisanschlüssen, was den Verschleiß erhöht und auch EMI-Probleme verursachen kann.
Diese Frage: Wie man die Widerstands- und Kondensatorgröße für Snubber-Schaltungen berechnet , hat eine sehr gut geschriebene Antwort, einschließlich einer Berechnung, die die Verwendung eines 40-uF-Kondensators in Reihe mit einem 160-Ohm-Widerstand für einen 220-mA-Motor mit 1 H Induktivität vorschlägt. Der Kondensator speichert die Energie im "Rückschlag", und während er sich auf eine gewisse Spannung auflädt, ist diese Spannung viel viel niedriger als die Spannung, die durch einen nicht verwalteten Rückschlag verursacht wird.
Diese Frage: Relaisschutz mit MOV- und RC-Snubber hat eine Antwort, die einen 0,1-uF-Kondensator in Reihe mit einem 100-Ohm-Widerstand vorschlägt, ohne Details zum Motor zu haben.
Diese Frage: Wie konstruiert man einen RC-Snubber für ein Magnetrelais, das eine induktive Last antreibt? , hat eine Antwort, die indirekt darauf hindeutet, dass 0,1 uF und 120 Ohm für einen 10-A-1500-W-230-V-Motor angemessen sind.
In dieser Frage: Verwendung eines RC-Snubbers mit einem Triac. Ist dieses Design sicher? (Simulation enthalten) fragt sich der Autor, warum eine 10-nF-Kappe in Reihe mit 39 Ohm empfohlen wird, wenn 100 nF in einer Simulation bessere Ergebnisse für einen 0,3-H-220-V-Motor liefern.
Diese Frage: Widerstand und Induktivität eines Deckenventilatormotors, der zur Spezifikation des Dämpfers benötigt wird, hat eine Antwort, die eine 1uF-Kappe ohne Widerstand für einen unbekannten 230-V-Deckenventilator vorschlägt.
Die Berechnung in der Antwort auf die erste Frage oben erscheint sehr vernünftig. Die Kappe sollte so bemessen sein, dass sie die gesamte von der Induktivität des Motors gespeicherte Energie bei maximalem Strom aufnehmen kann. Für diese Dimensionierung ist es notwendig, die Motorinduktivität zu kennen.
Die Antworten, die eine Kappe von 0,1 uF oder sogar 10 nF vorschlagen, enthalten normalerweise keine Informationen zur Motorinduktivität. Es scheint mir, dass eine so niedrige Kapazität bei den meisten Wechselstrommotoren zu einem sehr großen Spannungssprung führen würde.
Könnte es sein, dass die oft zitierte 0,1-uF- oder 10-nF-Kappe normalerweise viel zu klein ist, um ein Relais vor Lichtbögen zu schützen? Und auch, dass eine so kleine Kappe eine sehr hohe Nennspannung (vielleicht unpraktisch hoch) benötigen würde, um eine anständige Langlebigkeit der Kappe selbst zu haben?
Meine Vermutung ist, dass alle 10-nF- oder 100-nF-Empfehlungen für Nulldurchgangs-TRIAC-Anwendungen gelten und dass man wirklich darauf achten muss, diese Empfehlung nicht blind auf relaisbasierte Lösungen anzuwenden.
Daher schlage ich folgende Lösungsmöglichkeiten vor:
1: RC-Snubber, der gemäß den Berechnungen in Berechnen der Widerstands- und Kondensatorgröße für Snubber-Schaltungen ausgelegt ist . Dies schützt das Relais vor Lichtbögen und reduziert EMI-Probleme.
2: 100 nF und 100 Ohm RC-Snubber parallel zu einem MOV. Der Snubber schützt das Relais nicht, kann aber EMI-Probleme reduzieren, da ein solcher Snubber einen RC-Tiefpassfilter mit einer Grenzfrequenz von 100 kHz bildet.
3: Nur ein MOV. Kann EMI-Probleme verursachen?
MOVs haben eine begrenzte Lebensdauer und müssen entsprechend dimensioniert werden, um eine ausreichende Lebensdauer für die Anwendung zu haben. Sie sind möglicherweise keine geeignete Lösung, wenn der Motor häufig abgeschaltet werden muss. Das Platzieren des MOV über dem Relais schützt das Relais besser, bedeutet aber, dass der MOV immer erregt ist, auch wenn der Motor ausgeschaltet ist. Ein Kurzschlussfehler des MOV startet dann den Motor.
Der MOV kann in eine bidirektionale TVS-Diode geändert werden. IEC 60950-1 (falls auf die Anwendung anwendbar) verbietet explizit TVS-Dioden zur Überspannungsunterdrückung. Wenn das TVS über das Relais angeschlossen ist, ist es im Grunde genauso angeschlossen wie ein Überspannungsschutz und daher möglicherweise nicht zulässig (?). IEC 60950-1 besagt auch, dass MOV:s, falls verwendet, zusammen mit "einem Unterbrechungsmittel mit einem angemessenen Ausschaltvermögen", vermutlich einer Sicherung, verwendet werden müssen.
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