Wie verdrahte ich ein Hochstromrelais?

Hintergrund:

Ich entwerfe eine kleine Arduino-gesteuerte Schaltung zur Steuerung eines ~3/4-PS-Wechselstrom-Hebemotors. Der Hubmotor enthält einen Starterkondensator. Der Arduino steuert einen Transistor an, der wiederum ein Leistungsrelais ansteuert, das den Motor ein- und ausschaltet. Ich bin kein Elektroingenieur, daher verwende ich im gesamten Stromkreis einen Sicherheitsfaktor von 2 oder höher, um eine Beschädigung / ein Durchbrennen von Komponenten zu vermeiden.

Das spezielle Relais, an das ich gedacht habe, soll bis zu 30 A Dauerstrom (mehr als das 4-fache des maximalen Laststroms meines Motors) bei doppelter Nennbetriebsspannung verarbeiten können. Meine Absicht ist es, zwei davon aus Sicherheitsgründen (um ein ausgefallenes geschlossenes Relais zu handhaben) und zum Verschleißausgleich der Kontakte in Reihe zu schalten.

Nach einem Strombelastbarkeitsdiagramm sieht es für mich so aus, als würde ich 10 AWG-Kupferdraht (ungefähr 5,3 mm ^ 2 Leiterfläche) benötigen, um 30 A zu bewältigen. Aber wie Sie dem Relais-Datenblatt entnehmen können, sind die Laststifte lächerlich klein: Jeder entspricht ungefähr 17 AWG (1,6 mm ^ 2). Leider führt Digikey keine Buchse mit Lötkelchen oder Anschlussfahnen für dieses spezielle Relais, und es fällt mir sehr schwer, einen 10-AWG-Draht an einen 17-AWG-Stift zu löten.

Fragen:

  1. Wie können die Relaisstifte mit einem so winzigen Leiter so viel Strom führen?
  2. Ist 10 AWG wirklich die richtige Kabelgröße, um 7 A AC mit einer induktiven Last zu führen?
  3. Wie soll ich dieses Relais mit dem Rest meiner Schaltung verdrahten?
Das ist alles eine Frage des Spannungsabfalls. Sie haben sowieso den größten Spannungsabfall am Stecker, es spielt keine Rolle, ob eine 10-cm-Drahtlänge 10 AWG oder 17 AWG beträgt.
Der Stoßstrom für Motoren kann bei Wechselstrom bis zu 500 % betragen, und Relais werden um etwa 30 % des Widerstandswerts herabgesetzt. Die Strombelastbarkeit basiert auf der Erwärmung, der Spannungsabfall beeinflusst die Strombegrenzung. Es wird erwartet, dass Ihr Relais 1x10^3 Zyklen bei 230 VAC hält, möglicherweise weniger bei schweren Hublasten.
Kabelschuhe sind einfach zu montieren.
Das kann für 30 A ausgelegt sein. (Ich habe das Datenblatt gesehen.) Aber ich würde es nicht einmal für mehr als 10 A in Betracht ziehen. Best Case. (Was nominell für 3/4 PS funktionieren könnte.) Ehrlich gesagt denke ich nur, dass dem Datenblatt nicht vertraut werden kann, da PC-Mount-Relais wie dieses mit solchen Pins nicht mit 30 A umgehen können. Wenn Sie 30 A wollen, was dann Sie benötigen ein "Mittelstromrelais" und diese sehen Ihrem Gerät nicht ähnlich. Um den Verschleiß durch Lichtbogenbildung zu reduzieren, sollten Sie ein SSR parallel in Betracht ziehen, das jedoch mit einer anderen Zeitsteuerung betrieben wird.
Welche Spannung und Stoßstrom und Beschleunigungszeit?
Die Spannung entspricht dem US-Netzstandard, 120 V, 60 Hz, einphasiger Wechselstrom. Ich habe keine Zahl für Stoßstrom oder Beschleunigungszeit, aber der stationäre Volllaststrom wird mit etwa 7,1 A angegeben.

Antworten (1)

Da Motoren beim Anlaufen einen Stoßstrom haben, der bis zum 5-fachen des maximalen Nennstroms beträgt, erwarten Sie, wenn Sie sagen, dass der Hubmotor für 15 A ausgelegt ist, einen Anlaufstoß von bis zu 75 A, der sich verringert, während die Geschwindigkeit zunimmt, um dem Lastdrehmoment = Strombedarf zu entsprechen.

In diesem Hubmotorfall würde ich nach OMRON- oder PANASONIC-Relais suchen, die für 75 bis 90 A ausgelegt sind, wenn Sie mehr als 1.000 Zyklen ausführen möchten, was ich aus dem Datenblatt von TE schätze.

https://www3.panasonic.biz/ac/e_download/control/relay/power/catalog/mech_eng_hepv.pdf?via=ok

alles Kleingedruckte lesen.

Die thermischen Anschlüsse implizieren einen dicken Draht, der benötigt wird, um Wärme von den Relaiskontakten abzuleiten und die Lebensdauer zu verlängern. AWG 10 gibt Ihnen mehr Drehmoment und als 16 AWG, aber es hängt von der Länge und dem Spannungsabfall für Stoßströme ab. Sie müssen diesen Wert also für Ohm/m * 75A nachschlagen. Ein Abfall von 10 % mag für Sie akzeptabel sein, ein Abfall von 5 % oder 20 % für andere, aber je niedriger das Drehmoment und die Startspannung sind, desto länger dauert es, den Strom zu reduzieren.

Vielen Dank für diese Info und das vorgeschlagene alternative Relais. Leider benötigt dieses spezielle Relais etwa 3,5-mal mehr Spulenstrom pro Einheit, als ich von meinem Arduino liefern kann, ohne eine signifikante zusätzliche Leistungselektronik hinzuzufügen. Ich habe die Spezifikationen des Hebezeugs noch einmal überprüft, und es ist tatsächlich für maximal 7,1 A im Dauerzustand ausgelegt. Es enthält einen Starterkondensator, aber ich habe keine Details darüber.
SS 7.1A ist immer noch mindestens 25 A induktiver Stoß und wahrscheinlich mehr. Aus diesem Grund ist Ihr Relais eine schlechte Wahl, da es nur für Widerstandsstrom bei 30 A ausgelegt ist und eine Lebensdauerverkürzung von 99,9 % durch Lichtbögen aufweist. ~ (1 Mio. bis 1.000 Zyklen, grobe Schätzung.) Viele einfache Lösungen umfassen einen kleinen FET zum Ansteuern des Spulenstroms oder sogar eine billige 5-Dollar-Opto-Relaisplatine zum Ansteuern des Leistungsrelais, um sicherzustellen, dass EMI-Spitzen nicht wieder in Arduino-Leitungen mit verdrillten Paaren gelangen.
Sogar mein LG-Kochfeld hat falsch bewertete / geschützte Relaiskontakte, die in 2 Jahren von einer langsamen Heizschlange unter Keramik absterben.
Wie verdrahte ich ein Hochstromrelais?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v