Wie entwickelt man einen RC-Snubber für ein Magnetrelais, das eine induktive Last antreibt?

Ich habe gelesen, dass Schalter, die induktive Lasten ansteuern, gedämpft werden müssen und ein RC-Paar die beste (billigste?) Option zu sein scheint. Ich habe einen großen Wechselstrom-Induktionsmotor (für einen Kältemittelkompressor), der von einem Magnetrelais geschaltet wird (etwa alle 30 Minuten). Motordaten sind wie folgt:

Leistung: 1500 W (Eingangsleistung. Wie auf einem Wattmeter abgelesen.) max
. Strom: 10A
Nennspannung: 230VAC/50Hz.

Ich bin auf eine Lösung wie diese gestoßen:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

  1. Wie wähle ich einen geeigneten Dämpfer aus? Eine sehr verbreitete Kombination scheint 0,1 uF - 120 Ohm zu sein. Aber ich konnte es nicht rechtfertigen.
  2. Soll es parallel zum Schalter oder zur Last sein?
Es sollte parallel zum Motor die Serie RC sein, da das Öffnen des Schalters dort keinen Sinn macht. Was die Werte betrifft, kann dies eine Bastelübung sein, wenn Sie nicht alle Daten des Motors haben. Aber zunächst einmal sollte das R ungefähr mehr als das 10-fache des Motorwiderstands (nicht der Impedanz) betragen und das C sollte so gewählt werden, dass die Zeitkonstante ausreicht, um die Schalttransienten zu glätten. Dies bedeutet, dass der Wert nicht zu hoch sein sollte, damit R nicht zu viel Leistung zum Ableiten (Verschwendung) erhält, und auch nicht zu klein, um das Klingeln nicht zu dämpfen.
Danke Vlad! Ich sehe die intuitive Logik, die Sie hier über den Kondensator erwähnt haben. Aber ich denke, ich nehme lieber das, was schon lange verwendet wird. :-). Aber hey, der RC könnte parallel zum Schalter oder zum Motor sein, wie Russell unten erklärt. Und ich bin auch auf ein Snubber-Datenblatt gestoßen, in dem erwähnt wurde, dass beide in Ordnung sind, aber der Schalter "vorzuziehen" ist - keine Gründe genannt. Danke noch einmal.
Nun, wenn ich in meiner Erklärung spartanisch war, lag es daran, dass ich mich oft (außerhalb meiner Versuche) mit No-Name-Motoren auseinandersetzen musste, die keine Daten hatten und verschiedene Dinge rundherum brannten. Was die Platzierung betrifft, habe ich die von Ihnen bereitgestellte Zeichnung berücksichtigt. In diesem Fall muss der Schalter nicht geschützt werden, die anderen jedoch aufgrund dessen, wodurch seine Platzierung dort unbrauchbar wird. Auf jeden Fall muss der Zweck irgendwie erreicht werden, und das war die Antwort, die damals auftauchte. Viel Glück.
Hey. Ich bin wirklich neugierig zu wissen, ob Sie damit weitergemacht haben und was Sie am Ende erreicht haben. Ich habe ein ähnliches Problem und wollte fragen, ob Sie mit den oben genannten Werten gegangen sind und ob es immer noch funktioniert?
@ti_chris - Hi ... Ja, habe ich, aber mit dem Dämpfer über die Relaiskontakte anstatt über den Motor. Es funktioniert gut, aber es gab sowieso keinen Zweifel, da diese Lösung all die Jahre für weiße Ware verwendet wurde. Meine Frage war nur, wie sie die Werte für die Komponenten bekommen haben.

Antworten (3)

Die verwendeten Werte werden oft in Ordnung sein.
Eine Motorinduktivität, die größer als üblich ist, kann Probleme verursachen.

Die Aufgabe des Snubbers besteht darin, die Schaltkontakte vor induktiven Abschalttransienten des Motors zu schützen. Das Stoppen des Transienten an der Quelle (über den Motor) oder am Ziel (über die Kontakte) funktioniert beide. Es ist wohl besser, es am Schalter zu haben, da es mit der Energie umgeht, die Schaden anrichtet, im Gegensatz zu Energie, die Schaden anrichten kann, also ist es fokussierter und es behandelt dann auch andere Spitzen, die auftreten können.

Wenn Sie sich Ihre Schaltung ansehen, werden Sie feststellen, dass der Dämpfer in beiden Fällen vom Anschlusspunkt des Motorschalters mit einem Zweig des Stromnetzes verbunden ist. Wenn die Netzimpedanz bei der Spike-Frequenz (-ies) niedrig ist, sind beide ungefähr gleich.

Der Stromkreis läuft beim Ausschalten unverzögert weiter. Wenn alles durch den Snubber fließt, wird es durch den 120-Ohm-Widerstand geleitet, sodass die Spannungsspitze zunächst auftreten wird v = ich R = 10 EIN × 120 Ω = 1200 v . Obwohl das viel ist, liegt es normalerweise innerhalb der Schalterunterbrechungsfähigkeit (oder sonst), und es sind normalerweise andere Impedanzen vorhanden, die ebenfalls dazu beitragen, es zu dämpfen.

Der Dämpfungsstrom fließt nur, bis sich der Kondensator auf die Treiberspannung auflädt. Wenn die Motorinduktivität groß ist, kann sich der Kondensator auf eine höhere oder viel höhere Spannung aufladen.

Der Kondensator muss groß genug sein, um nicht bis zu dem Punkt aufgeladen zu werden, an dem der Strom durch Aufladen der Kappe abfällt, bevor der Widerstand die Energie dissipiert. Um sicherzugehen, dass die vorhandenen Komponentenwerte die Aufgabe erfüllen, müssen Sie die Motorinduktivität kennen.

Energie im Induktor ist E = 1 2 L ich 2

Der Kondensator "klingelt" mit einer Energie von E = 1 2 C v 2

Der Widerstand muss diese Energie abführen.

Energie =

1 2 L ich 2 = 1 2 C v 2 ⇒ v = L ich 2 C

Dann gibt es einige L / R auch Zeitkonstante und ...

Sie können dies berechnen (wenn Sie L kennen) oder simulieren, aber in den meisten Fällen sind die angezeigten Werte für typische Geräte in Ordnung.

Platzieren Sie ein Zielfernrohr über den Kontakten. Welchen Peak V sehen Sie (geeignete Sonde verwenden!). Funken die Kontakte? Das sollten sie nicht.

Beachten Sie, dass eine Erhöhung von C die Dämpfungswirkung verbessert, aber auch die Netzverluste im Normalbetrieb erhöht. Beachten Sie auch, dass ein Kondensator über einem Netzschalter in manchen Kontexten verpönt sein kann.

Hinzugefügt:

Dario sagte: Ein Problem beim Platzieren des RS über dem Schalter ist, dass Sie jetzt im ausgeschalteten Modus etwas Strom im Stromkreis haben. ...

User_long_gone antwortete: Ich bin mir absolut sicher, dass die 4-5 Milliampere Strom, die durch einen 0,1-Mikrofarad-Kondensator bei 60 Hz fließen, für einen Motorschaltkreis kein Problem darstellen. Energieverschwendung? Das sind weniger als 1/2 Watt.

Es ist erwähnenswert

  1. Der Dämpfer über dem Motor stört möglicherweise nicht den Motor selbst, kann aber jeden ernsthaft stören, der dumm genug ist zu glauben, dass der ausgeschaltete Schalter bedeutet, dass der Stromkreis "sicher" oder "tot" ist. Wenn sich der Schalter in der Phase/unter Spannung befindet, kann die Motorseite des Schalters aufgrund der relativen Impedanzen in der Nähe von Masse liegen. Aber es gibt keine Gewissheit, dass die Verbindung immer so hergestellt wird – auch wenn die Vorschriften es vorschreiben.

2 „Selbst“ 1/2 Watt sinnlos verschwendete Energie in einem Gerät ist in modernen Szenarien verpönt.

Danke Russel! Ich konnte ein Datenblatt für den Motor finden (eigentlich versiegelter hermetischer Kompressor), aber sie haben die Induktivität einfach nicht erwähnt. Aber ich denke, ich werde vorerst die üblichen 0,1 uF und 120 Ohm nehmen, da sie in so vielen solcher Anwendungen verwendet wurden. Und das Relais ist ein vollständig versiegeltes mit einem undurchsichtigen Gehäuse. Also ich sehe die Kontakte nicht. Aber da diese Geräte (zumindest die Relais) jahrelang halten, glaube ich nicht, dass es zu Funkenbildung kommt. Danke noch einmal. :-)
Wenn die Motorinduktivität 200 mH beträgt, müsste die 0,1-uF-Snubber-Kappe auf 4500 V aufgeladen werden, um die gesamte Energie aufzunehmen, die die Induktivität bei 10 A speichert. Sicherlich wird es beim Laden der Kappe einige Verluste im 120-Ohm-Widerstand geben, aber ich mache mir trotzdem Sorgen, dass 0,1 uF für einen so großen Motor zu klein sind. 200mH ist aber nur eine Schätzung, um sicher zu gehen müsste man den realen Wert kennen.
@avl_sweden Ja und/aber ... : Snubber sind immer Kompromisse. Wie bereits erwähnt, müssen Sie den Wert eingeben, falls bekannt, und prüfen, ob die Ergebnisse in Ihrem Fall akzeptabel sind. In vielen Fällen funktionieren die angegebenen Werte in der Praxis "gut genug". Das Hauptziel besteht darin, Schäden an Schaltkontakten zu vermeiden, und wenn Sie von einer Lichtbogen- / Funkensituation zu keiner (sichtbaren) Situation wechseln können, ist dies ein guter Anfang. Die Schalterspannung kann immer noch hoch und schädlich sein, aber nicht sichtbar, und ein Sope kann eine nützliche Überprüfung sein (verwenden Sie eine geeignete Sonde und beachten Sie die Sicherheitsprobleme des HV-Oszilloskops).
Aus Neugier: Sind diese 1/2 Watt wirklich verlorene Energie oder (meistens, abhängig vom Impedanzverhältnis Kondensator / Widerstand, das hoch sein sollte) 1/2 VA Scheinleistung? Dann würden die 4,5 mA bis 120 Ohm nur Milliwatt brennen.
@NicolasD ... gräbt im Speicher ... Ich glaube, ich habe diese 1//2 Watt aus der Frage von USER59273 erhalten (vielleicht nicht) und den tatsächlichen Wert nicht berechnet. Also, ja, Sie haben Recht - wenn der Kondensator und der Vorwiderstand über dem Schalter liegen würden, würde er nur mWs abführen (unter 10 mW auf einen kurzen Blick - vielleicht weniger). Aber es hätte immer noch die Aussicht, einem unvorsichtigen Ermittler einen bösen Biss zu versetzen - fiktiv unter dem tödlichen Niveau bei 230 V. Mit einem Kabel am Motor wäre die Spannung näher an Null - Kabel abziehen und, hoppla. [Ich schalte alle Schalter und Unterbrecher aus, ziehe irgendeinen Stecker und Sicherung und DANN , kurz ....
... "sollte tot sein" führt zu Masse. Sehr gelegentlich bekommt man einen Knall und/oder Funken. (Ich habe sowieso - YMMV :-). Ich habe ungefähr 50 - 55 Jahre des "Spielens" mit Netzen in der einen oder anderen Funktion überlebt, also habe ich vielleicht das richtige Gleichgewicht :-). [Ein Messgerät hilft, dies zu vermeiden :-) ]. In diesem Fall müsste der Kurzschlussbügel angeschlossen bleiben, wenn er beim Ausschalten „unter Spannung“ gelassen wird, um einen Spannungsanstieg zu verhindern, wenn der Motor getrennt wird.
Macht es einen Unterschied, ob der Snubber direkt am Motor oder (immer noch über den Motorleitungen) in der Nähe des Schalters platziert wird, der durchaus 30 Meter vom Motor entfernt sein kann? Es ist nur der Draht dazwischen, der einen Einfluss haben könnte, aber ich bin mir nicht sicher. In meiner Anwendung möchte ich "robuste" Schaltausgänge (für Motoren) bereitstellen, die den Snubber bereits im Schaltgerät enthalten.

Ein Problem beim Platzieren des RS über dem Schalter besteht darin, dass Sie jetzt im ausgeschalteten Modus etwas Strom im Stromkreis haben. Dies kann tatsächlich gut sein, wenn Ihr Motor vorgewärmt werden muss, aber es ist etwas verschwenderisch mit Energie.

Ich bin mir absolut sicher, dass die 4-5 Milliampere Strom, die durch einen 0,1-Mikrofarad-Kondensator bei 60 Hz fließen, für einen Motorschaltkreis kein Problem darstellen. Energieverschwendung? Das sind weniger als 1/2 Watt.
@ user59273 scheint verschwunden zu sein und Daio ist nicht zurückgekehrt - aber es ist erwähnenswert, dass der Dämpfer am Motor den Motor selbst möglicherweise nicht stört, aber jeden ernsthaft stören kann, der dumm genug ist zu glauben, dass der Schalter ausgeschaltet bedeutet, dass der Stromkreis " sicher“ oder „tot“. Wenn sich der Schalter in der Phase/unter Spannung befindet, kann die Motorseite des Schalters aufgrund der relativen Impedanzen in der Nähe von Masse liegen. Aber es gibt keine Gewissheit, dass die Verbindung immer so sein wird – auch wenn die Vorschriften es vorschreiben.

Abstand und physische Verdrahtung können eine wichtige Rolle bei der Auswahl des Platzes für den RC-Snubber spielen, wenn man über die Schalterkontakte oder über die induktive Last hinwegdenkt. Wenn der RC-Snubber über der induktiven Last platziert wird, können die Vorteile der Lichtbogenunterdrückung des RC-Snubbers abnehmen, wenn der Abstand zwischen den Schaltkontakten und der Last zunimmt, da die Verdrahtung von den Kontakten als Induktivität angesehen werden kann und immer noch zu Lichtbögen führen kann. Prüfen Sie, ob dies auf Ihre Anwendung zutrifft.

Festverdrahtete Fernbedienungen sind ein Beispiel, bei dem der Abstand eine Rolle spielt.

Wie entwickelt man einen RC-Snubber für ein Magnetrelais, das eine induktive Last antreibt?
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