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BeitragVerfasst: Di 16. Mai 2017, 09:17 
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Hallo Multi-kv

wow, eine dreifache Einschaltverzögerung, das tönt schon recht luxuriös ;-) Bin gespannt, wie es weitergeht! Wenn Du die Sache mit den Solid-State-Relais hinkriegst, dann hast Du hinsichtlich Verschleiss halt schon einen massiven Vorteil gegenüber einer mechanischen Variante mit Schütz.

Beste Grüsse
kilovolt

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Alle Angaben meinerseits ohne Gewähr! Ich lehne jegliche Haftung für Personen- und/oder Sachschäden ab. Jeder ist für seine Sicherheit selber verantwortlich.

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BeitragVerfasst: Di 16. Mai 2017, 11:31 
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Hallo kilovolt,

vielleicht nicht luxuriös sondern eher etwas umständlich :hihi: :gruebel: - aber Hauptsache es funktioniert.
Zur Not mache ich auch noch eine 4-stufige ESB daraus :shock: :)

Was meinst Du zu meiner Interpretation der Scope-pics? Liege ich da etwa richtig oder gibt es Aspekte die ich übersehen habe?


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BeitragVerfasst: Di 16. Mai 2017, 12:25 
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Ehrlich gesagt, so, wie es für mich aussieht, sollten diese Peaks für die Solid State Relais zu handhaben sein (ohne Gewähr). Allerdings wurden ja nun auch immer nur die Strompeaks in den Vordergrund gestellt. Wenn man eine induktive Last schaltet, dann dürften auch Spannungsspitzen entstehen, welche das Relais ebenfalls killen könnten. Ich würde es dennoch draufankommen lassen, viel mehr wird Dir wohl auch gar nicht übrigbleiben ;-) Bin bei solchen Sachen eher praktisch veranlagt, da es mir scheint, dass sich die Wirklichkeit oft nur schwer abbilden lässt mit Simulationen.

Beste Grüsse
kilovolt

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BeitragVerfasst: Di 16. Mai 2017, 13:06 
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Vielen Dank, kilovolt, für Deine Einschätzung!
Was Theorie und Praxis angeht, gebe ich Dir völlig Recht, sehe ich auch so :-)
Gegen Spannungsspitzen habe ich das 60 A-SSR noch mit einem zusätzlichen externen Snubber ausgerüstet, ca. 100 Ohm + 50 nF (weiß nicht, ob das reicht).
Alle verwendeten SSR haben aber auch schon einen Snubber eingebaut, wollte für die Hauptlast aber nochmal was drauflegen ;-)

Habe mit dem Multi-Componenttester mal grob die Induktivität der Primärwicklung des Schweißtrofos ermittelt und komme auf 300 - 650 mH, je nach Schaltstufe (1-5). Da gibt es auch relativ komplexe Formeln zur Ermittlung der optimalen Snubber-Konfig. - habe mich hier aber einfach mal an gängige Standardempfehlungen gehalten. Wahrscheinlich sollte der Cap einiges größer sein und vom Typ X2 oder sowas (X2 habe ich eingesetzt).

Hohe Spannungspeaks würde ich ja vermutlich bei meiner Scopemessung auch irgendwie erkennen, da sie ja immer auch mit einem Stromimpuls einhergehen, wenn ich es richtig sehe. (Irgendwo muß die Spannung ja hin ... und entweder wird sie über die belastete Sekundärwicklung abgebaut oder geht zurück ins Netz).


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BeitragVerfasst: Di 16. Mai 2017, 13:21 
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Wann genau sollen denn da Spannungsspitzen entstehen wenn der Triac im SSR sowieso nur bei Null Strom aufhört zu leiten...


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BeitragVerfasst: Di 16. Mai 2017, 13:27 
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Zitat:
Habe mit dem Multi-Componenttester mal grob die Induktivität der Primärwicklung des Schweißtrofos ermittelt und komme auf 300 - 650 mH, je nach Schaltstufe (1-5).

Ich bezweifle, dass der Komponententester die INduktivität des Transformators richtig misst, weil der Messtrom nicht ausreicht, um den Kern zu magnetisieren.

Zitat:
Wann genau sollen denn da Spannungsspitzen entstehen wenn der Triac im SSR sowieso nur bei Null Strom aufhört zu leiten...

Ein Triac hört nicht unbedingt bei Null Strom auf leiten, sondern wenn sein Haltestrom unterschritten wird.

Gruss kilovolt

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BeitragVerfasst: Di 16. Mai 2017, 13:33 
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Gute Frage / Hinweis, Alexander :-)

Allerdings kann ich mich erinnern, dass bei meinen ersten Messungen mit 2 SSR und 20 Ohm Vorwiderstand auch nochmal Stromspitzen beim Abschalten auftrateten,
als beide SSR noch gleichzeitig schalteten. Hatte dann ja das Abschalten des SSR mit dem Vorwiderstand um ca. 100 ms verzögert und die Spitzen waren nahezu weg.
Das kann allerdings auch an der Speisung durch den Variac liegen, der stellt ja auch eine große Induktivität dar - würde aber im Produktivbetrieb natürlich wegfallen.
Oder es lag an meinem selbst gebastelten Drahtwiderstand mit ca. 100 Wdg. Edelstahldraht - allerdings wird ja sowohl dieser als auch der Variac ebenfalls im Stromnulldurchgang abgeschaltet - von daher bleibt die Frage...

kilovolt - war schneller - auch eine mögliche Erklärung!
Bei den normalen Nulldurchgangs-SSR wird eine Schaltverzögerung von < 10 ms angegeben - relativ vage... (Gut eine Halbwelle dauert gerade 10 ms,
aber ein sog. instant-on SSR hat auch eine Verzögerung von ca. 1 ms).

Was könnte so ein Schweißtrafo (4 kVA) für eine Induktivität haben? Meinst Du, der gemessene Wert ist zu niedrig oder zu hoch? (Dürften ca. 200 - 250 Wdg. primär sein).


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BeitragVerfasst: Di 16. Mai 2017, 13:57 
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Zitat:
Was könnte so ein Schweißtrafo (4 kVA) für eine Induktivität haben? Meinst Du, der gemessene Wert ist zu niedrig oder zu hoch? (Dürften ca. 200 - 250 Wdg. primär sein).

Das ist eine gute Frage, ich kann den Wert nicht so ohne weiteres abschätzen. Man könnte evt. auf anderem Weg darauf schliessen, entweder mit einer Blindleistungsmessung im Leerlauf oder dann mit der Messung von Scheinleistung und Wirkleistung. Damit könnte man dann auf den Blindstrom zurückschliessen, und damit auf den induktiven Blindwiderstand bei 50Hz, und damit wiederum auf die Induktivität.

Nur, damit wir uns richtig verstehen: Ich sage nicht, dass der ermittelte Wert nicht durch Zufall ungefähr hinkommen kann, sondern nur, dass das Messgerät für diese Messung eigentlich nicht geeignet ist, weil es den Magnetisierungsstrom für den Kern nicht bringen kann.

EDIT: Interessant scheint mir dieser Text hier:
http://www.shop.display3000.com/elektro ... r-25a.html

Die sagen da, bei induktiven Lasten sollte man das Relais mit maximal 40% des erlaubten Stromes beaufschlagen.


Des weiteren steht da unter der Registerkarte "Tipps":
Zitat:
Spannungsspitzen beim Abschalten: Induktive Lasten (wie z.B. Motoren, Transformatoren) erzeugen beim Abschalten leicht Spannungsspitzen vom mehrfachen der Eingangsspannung, welche die angeschlossenen Steuerbausteine beschädigen/zerstören können. Bei Gleichstrommotoren wird hier eine Diode (Freilaufdiode) antiparallel zur Induktivität geschaltet. Bei Wechselstrom ist dies natürlich nicht möglich, daher ist es zwingend notwendig, einen Varistor (MOV) oder eine leistungsfähige bidirektionale Suppressordiode (TVS) parallel zur induktiven Last anzuschließen. Bei 230V Wechselspannung (das sind ca. 325V Spitzenspannung) empfiehlt sich ein Varistor mit den Daten ca. 400-450V DC bzw. 250-275V AC. Schließen Sie diese Baugruppen möglichst direkt an der induktiven Last an.

Da lag ich wohl schon nicht komplett falsch... @Alexander

Beste Grüsse
kilovolt

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BeitragVerfasst: Do 18. Mai 2017, 22:45 
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Vielen Dank, kilovolt, das sind nochmal ein paar gute und wichtige Tipps!
Das mit den 40% bei induktiven Lasten hatte ich auch schon mal so ähnlich gelesen, ich denke das bezieht sich hauptsächlich auf den zu erwartenden hohen Einschaltstrom und ist ein Faustwert. Für ohmsche Lasten empfehlen sie allerdings auch nur bis 60% zu gehen.

Was für mich neu war ist, das zusätzlich zum Snubber noch ein MOV oder eine Suppressordiode dringend empfohlen wird, ja soger wichtiger als ein snubber ist. Dachte immer der snubber schluckt diese Spannungsspitzen, aber evtl. nicht schnell genug. Habe noch einige leistungsfähige TVS-Dioden, die könnte ich zur Sicherung auch noch einsetzen. Ich denke es reicht dann eine parallel zur Last, also zur Primärwicklung des Trafos - und nicht über jedem einzelnen SSR. Was ist besser MOV oder TVS- Diode?
Habe eigentlich mit beiden Bausteinen keinerlei Erfahrung...

P.S. Eine kurze Recherche bei wiki hat ergeben, das Varistoren hier wohl besser geeignet sind, da sie höhere Energien weitgehend schadenfrei absorbieren können und sehr schnell im Bereich von ns schalten können. Dafür haben ZnO-Varistoren den Nachteil zu altern (viele kleine Spannungsspitzen führen zum Abbau der Spannungsschwelle) und sie haben eine gewisse Kapazität, die sich in bestimmten Situationen störend auswirken kann.

Sehr guter Artikel zu diesem Thema:
http://www.all-electronics.de/varistor-grundlagen-empfindliche-schaltungen-vor-ueberspannungen-schuetzen/


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BeitragVerfasst: Fr 19. Mai 2017, 13:19 
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Hallo Multi-kv

ich würde dies mit einer TVS-Diode lösen, mit einer, die mit 1.5KE beginnt, nicht mit ner P6KE. Die 1.5KE XXX stecken 1500W Impulsleistung weg, das sollte mehr als ausreichen. Zudem sind die Dinger richtig schnell. Habe selber Tests gemacht mit schnellen Flanken, die Dioden haben alles oberhalb ihres Limits abgeschnitten, selbst bei extrem schnellen Rechteckflanken.

Beste Grüsse
kilovolt

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BeitragVerfasst: Fr 19. Mai 2017, 13:21 
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Spezialgebiet: Hochvakuumschmelzablage
Schule/Uni/Arbeit: Maschinenbauer
Hallo, habe eine Schwingpacket Steuerung mit einem SSR Relay gebaut, die Daten des SSR , 90 Ampere bei 660 Volt AC, R C Glied und Varistor sind da schon drinnen, bei einem Impulsstrom von 1000 A hat man Luft nach oben, das ganze wird von einem kleinen Oszillator mit dem ne 555 bei 20 Hz angesteuert, kann man auch bis 5 Sekunden einstellen, große Trafos schalte ich gerne mit einer kleinen Einschaltstrombegrenzung an , mit 12 Ohm bei 100 Watt , werden nach 1 Sekunde ueberbrueckt, die Schalter sind große Motor schütze, 7,5 bis 12,5 kW, brachen vielleicht so 10 Milli Sekunden zum Schalten, mfg axonf


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BeitragVerfasst: Mo 22. Mai 2017, 07:37 
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Vielen Dank Euch Beiden!

Habe noch einige Tests gemacht mit TVS-Diode (1.5KE 400CA) und Betriebskondensator!

Bei der TVS-Diode habe ich bezüglich der Einschaltpeaks kaum eine Veränderung festgestellt, sie soll ja auch eher die Abschalt-Spannungspeaks abbauen,
da war aber bisher auch kaum was zu messen.

Habe dann spaßeshalber mal den Betriebskondensator wieder zugeschaltet, der wohl in dem Schweißtrafo nachträglich eingebaut worden war und über dessen Funktion wir uns hier ja schon unterhalten hatten:
http://forum.mosfetkiller.de/viewtopic.php?f=2&t=63447

Und siehe da: ein wunderschön glatter Sinus nahezu ohne jede Peaks oder Unregelmässsigkeiten!
Habe dann nacheinander die verschiedenen Stufen meiner Einschaltstrombegrenzung ausgebaut und zum Schluß ganz ohne ESB getestet:
fast keine Strompeaks! Nur ganz selten kleine Peaks wenn ich ganz ohne ESB getestet habe. Seht selbst:

Bild

Ohne Kondensator: deutliche Peaks und Verschiebung des Sinus, mit Kondensator: sauber auf der Mittellinie und keine Ausreißer!

Dabei scheint das nur ein normaler 20 uF Motorkondensator - uralt und von Frako:

Bild

Ist das vielleicht irgendein besonderer Typ? Scheint mir mit 220 V AC auch etwas unterdimensioniert - aber zeigt doch deutlich Wirkung.
Ich denke, er reduziert den Blindleistungsanteil ganz erheblich und hebt den Cos Phi auf nahezu 1 - sehe ich das richtig?
Bzgl. Leistungs-Output ändert sich durch den Kondensator praktisch nichts: Ca. 57 A bei 29,2 V auf der Ausgangsseite (bei 230 V und knapp 9 A auf der Primärseite)


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BeitragVerfasst: Mo 22. Mai 2017, 08:28 
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Hallo Multi-kv

das leuchtet ein. Der Kondensator kompensiert halt einen erheblichen Teil der Induktivität. Man muss bei solchen Sachen allerdings etwas aufpassen, dass das Gebilde nicht plötzlich mit 50Hz zu schwingen beginnt, sonst geht ziemlich schnell was kaputt. Besonders im Einschaltmoment könnte eine Schwingung angeregt werden. Aus diesem Grund kompensiert man nie die gesamte Induktivität aus, sondern nur einen Teil (etwa so, dass cos phi etwa 0.9 beträgt). Das wurde wohl bereits berücksichtigt bei der Wahl der Kapazität.

Mit dem Uralt-Frako wäre mir nicht so wohl. Den würde ich durch einen modernen 20µF-PFC-Kondensator ersetzen.

Beste Grüsse
kilovolt

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BeitragVerfasst: Mo 22. Mai 2017, 19:52 
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Danke, kilovolt für Deine Meinung.

Im Leerlauf und bei geringer Last hatte sich der Kondensator ja nur negativ ausgewirkt, aber bei ordentlich Last (sind auch nur ca. 50% der max. Last)
wirkt er sich zumindest sehr positiv beim "Schlucken" der Peaks aus. Bei welcher Kapazität liefe man denn hier Gefahr einen ungewollten Schwingkreis zu fabrizieren?
Hängt wohl auch von der Induktivität der Primärwicklung ab, die wir leider noch nicht genau kennen.

Ich denke ich lasse den dann drin und mache noch eine 1-stufige Einschaltstrombegrenzung mit dem 10 Ohm Widerstand und gut ist :-)
Über den Kondensator läuft ein Ripplestrom von ca. 3,5 - 4 A bei meinem Testaufbau mit halber Last (immerhin fast 2 kW) - ich denke, das sollte er gut verkraften.
Werde aber mal nach einem neueren Typ schauen :-) Aber das sind ja Folienkondensatoren, die altern ja nicht so wie Elkos, denke ich.


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BeitragVerfasst: Di 23. Mai 2017, 08:13 
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Hallo Multi-kv

Zitat:
Bei welcher Kapazität liefe man denn hier Gefahr einen ungewollten Schwingkreis zu fabrizieren?

Einen Schwingkreis produziert man immer, wenn man einen Kondensator hinzuschaltet. Kritisch wird es halt, wenn die Resonanzfrequenz dieses Schwingkreises in die Nähe von 50Hz kommt. Wie Du schon richtig geschrieben hast, ist dies halt auch von der Induktivität abhängig. Du könntest aber auch mit einem Signalgegenrator und Scope die Resonanzfrequenz mit dem 20µF-Kondensator ermitteln, dann siehst Du, wo Du stehst. Auch die Güte des Schiwngkreises spielt eine Rolle. Hat der Kreis eine hohe Güte, so muss man sehr nah an der Resonanzfrequenz sein, damit überhaupt was passiert, dafür sind die Auswirkungen umso extremer. Bei schlechter Güte wird man schon bei grober Annäherung gewisse Resonanzeffekte feststellen können, dafür nicht so ausgeprägt.

Zitat:
Ich denke ich lasse den dann drin und mache noch eine 1-stufige Einschaltstrombegrenzung mit dem 10 Ohm Widerstand und gut ist :-)

Würde ich wohl auch so versuchen.

Zitat:
Werde aber mal nach einem neueren Typ schauen :-) Aber das sind ja Folienkondensatoren, die altern ja nicht so wie Elkos, denke ich.

Zum einen würde ich nicht behaupten, dass das Dielektrikum eines Folienkondensators nicht auch altert, insbesondere wenn dauernd hohe Umladeströme fliessen, zum anderen bezweifle ich, dass dies hier tatsächlich ein "richtiger" Folienkondensator ist. Meiner Ansicht nach dürfte das eher ein Metall-Papier-Kondensator sein, welcher als Dielektrikum ein ölgetränktes Papier verwendet. Sowas kann wie ein Elko austrocknen.

Beste Grüsse
kilovolt

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