Schneller Last-/Trennschalter für Spotwelder

[Multi-kv]

Hallo Leute,

möchte mir schon lange ein kleines Punktschweißgerät bauen und habe nun endlich günstig einen fetten Trafo ersteigern können,
der auch die nötige Power für 1mm Blech liefern sollte. Das Teil wiegt 44 kg, hat allerdings eine Sek.Wicklung für 50 V (fetter Flachdraht)
für ca. 100 A (Typenschild ist leider nicht mehr vorh.). Ich hoffe, es ist noch Platz genug für eine weitere Wicklung mit ca. 4-5 V für 800 -1000 A
(Trafo muß ich noch abholen).
Jetzt bin ich auf der Suche, nach einem geeigneten Schalter / Relais um den hohen Strom auch vernünftig schalten zu können.
Wichtig ist, das der Kontakt auf der Sek.seite schon hergestellt ist bevor geschaltet wird, die Sek.wicklung ist also praktisch kurzgeschlossen und
damit fällt wohl ein Schalten auf der Primärseite aus (wegen sehr hoher Einschaltstromspitzen fliegt dann jede noch so träge Sicherung).
Also muß ein Schalter her, der auch 1000 A auf der Sek.seite ein- und ausschalten kann.

Viele machen das ja mit einer Parallelschaltung etlicher Leistungsmosfets, was aber bei kleinen Unregelmässigkeiten im inneren Aufbau schnell zur
Überhitzung des bestleitenden Mosfets führen kann.
Jetzt bin ich auf ein Video gestoßen, wo ein Magnetschalter von einem Kfz-Anlasser verwendet wird: https://www.youtube.com/watch?v=UU7QC5Uby6M
Die können wohl ohne weiteres einige 100 A schalten - bin mir aber unsicher, ob die auch 1000 A vernünftig schalten können.
Was meint ihr ist hier am besten geeignet?

Eine entsprechende Timerschaltung für die Kontaktierungszeit brauche ich dann wohl auch noch.

[kilovolt]

Hallo Multi-kv

Ich würde trotz Deiner Bedenken primärseitig schalten. Mit einer einfachen Einschaltstrombegrenzung (Lastwiderstand und überbrückendes Relais) geht das ohne Auslösen der Netzsicherung. Ausserdem würde ich sowas wohl mit einem fertigen Solid-State-Relais lösen, sowas wie hier:
http://www.ebay.de/itm/SSR-40-DA-SOLID- ... SwB09YQBKv

Mit Halbleiterrelais hast Du keinen Kontaktabbrand.

Beste Grüsse
kilovolt

[Norbi]

Kann man nicht einfach Primärseitig in zwei Stufen einschalten?

Erstmal 20 ms über einen ~15 Ohm Widerstand (3,6 kW Halogenbrenner) einschalten damit beim Kern die Magnetisierung stimmt und dann nach 20 Millisekunden den Widerstand überbrücken.



Verflixt immer ist Kilovolt schneller......

[Multi-kv]

Danke Euch Beiden!

Dann ist so ein SSR wohl doch besser - muß ich einfach mal ausprobieren.
Meint ihr, die Einschaltverzögerung des Relais reicht schon oder hat ein SSR eine zu kurze Verzögerung?
Evtl. muß man dann noch eine sehr träge Sicherung für induktive Lasten einsetzen, die halten ja kurzzeitig 80 oder 100 A aus
bei nominal 16 A.

[gamerpaddy]

Ich hab mein Batterie Punktschweißgerät für 18650 bestehend aus einem MOT mit 2 windungen 25mm² Kabel auch mit einem SSR und nem Arduino dazu geschaltet. 50ms pulslänge waren kein problem, einschaltverzögerung gabs keine spürbare. Gemessen hab ich aber nix. Den strom hab ich per serienschaltung von Wasserkocher, Bügeleisen und Co. begrenzt.

Mein SSR is genau der aus kilovolt's link. 40A steht drauf, so umd die 16..20A sind drinn. Dauer versteht sich, kurzzeitig ist um einiges mehr drinn. Die bestehen ja nur aus einem Triac oder scr und optokoppler.

[Multi-kv]

Ich schätze für dickeres Blech (ab 1mm) sind diese MOTs einfach zu schwach, möchte 1mm V2A-Blech punkten.
Den Kurzschlußstrom muß ich primärseitig wohl auch noch dauerhaft begrenzen (?) - hatte gehofft, das eine träge Sicherung für 2-4 sec. hält, könnte aber auch für die Leitung (1,5mm2)
schon recht grenzwertig sein. Muß mal messen, was der 44kg-Trafo im Kurzschlußfall so zieht, könnten schon 50 A und mehr sein...

Etwas Sorge macht mir noch ein Fußschalter zur Bedienung. Der wird dann zwar über das SSR gebrückt, aber beim Abschalten erzeugt der Trafo ja auch eine hohe Spannungsspitze, die sowohl dem Fußschalter als auch dem SSR gefährlich werden könnte - oder verträgt der das?

[kilovolt]

Muß mal messen, was der 44kg-Trafo im Kurzschlußfall so zieht, könnten schon 50 A und mehr sein...

Multi-kv, falls das kein eigens für Schweissgeräte gebauter Transformator ist, dann wird er nicht strombegrenzt sein und dann rate ich Dir unbedingt davon ab, diesen kurzzuschliessen ohne externe Strombegrenzung.

Etwas Sorge macht mir noch ein Fußschalter zur Bedienung. Der wird dann zwar über das SSR gebrückt, aber beim Abschalten erzeugt der Trafo ja auch eine hohe Spannungsspitze, die sowohl dem Fußschalter als auch dem SSR gefährlich werden könnte - oder verträgt der das?

Wäre es nicht so gedacht, dass der Fusschalter das Relais über eine Kleinspannung ansteuert?
Das Relais selber muss für das Schalten von induktiven Lasten geeignet sein, dann steckt es mit Hilfe von internen Schutzbeschaltungen allfällige Abschaltspitzen der Induktivität weg.


Beste Grüsse
kilovolt

[EL12]

Die Spannungsspitzen kannst du über fette Funkenstrecken kurzschliessen (es gibt solche, die mit Neon gefüllt sind und schon bei ca. 120 V zünden).
Ich würde einen fetten Pneumatikschalter bauen, die Kontaktflächen aus Massivkupfer, auf das man Silberblechstücke mit Silberlot auflötet.
Mit ein paar MOT's sollte sich doch auch eine Primärstrombegrenzung bauen lassen?

LG
EL12

[Multi-kv]

Vielen Dank, kilovolt - da hast Du vermutlich Recht (Punkt 1).

Mit dem Fußschalter wollte ich die Verbindung herstellen sowohl zu dem Vorwiderstand für die Einschaltstrombegrenzung, als auch ein kleines Netzteil ansteuern,
dass dann das Relais auslöst (einschaltet). Bis das Netzteil dann Spannung aufgebaut hat und das SSR durchschaltet, ist der Kern des Trafos wohl schon magnetisiert.
Wenn ich bei Kurzschluß im Sek.kreis nur den Vorwiderstand dran habe, brennt der mir wohl sofort durch - bis ich den Fußschalter betätigt habe.
Wenn das Relais dann beim Abschalten verzögert ausschaltet, bekommt doch der Fußschalter auch den Spannungsimpuls ab (im ausgeschalteten Zustand macht dem das wohl nichts?).

@EL12: die Frage ist, ob ich diese Funkenstrecke o.ä. dann noch brauche? Du meinst den Pneumatikschalter im Sekundärkreis? - Hatte ich ursprünglich ja so ähnlich vor, aber kilovolt hat mich doch überzeugt, das eine Schaltung im Primärkreis sinnvoller ist

[EL12]

Ja ich meine im Sekundärkreis. Falls du den Trafo nur zum Punktschweissen verwenden möchtest könntest du eventuell auch den Eisenkern aufschneiden und den Strohm durch einen kleinen Luftspalt begrenzen.

LG
El12

[kilovolt]

Mit dem Fußschalter wollte ich die Verbindung herstellen sowohl zu dem Vorwiderstand für die Einschaltstrombegrenzung, als auch ein kleines Netzteil ansteuern,
dass dann das Relais auslöst (einschaltet). Bis das Netzteil dann Spannung aufgebaut hat und das SSR durchschaltet, ist der Kern des Trafos wohl schon magnetisiert.
Wenn ich bei Kurzschluß im Sek.kreis nur den Vorwiderstand dran habe, brennt der mir wohl sofort durch - bis ich den Fußschalter betätigt habe.

Ah okay ja, dann bräuchtest Du wohl besser zwei Relais (die Dinger kosten ja nicht viel). Ich würde es unbedingt vermeiden, den Fussschalter als Lastschalter zu verwenden. Mein Vorschlag wäre: Der Fussschalter steuert einerseits ein Relais an, das den Widerstand versorgt, andererseits aber auch das Netzteil, das dann das zweite Relais ansteuert, das den Widerstand überbrückt.

Halbleiterrelais haben wohl nur sehr wenig Verzögerung, daher bin ich nicht sicher, ob die Verzögerung über das Netzteil ausreicht. Es gibt aber simple Schaltungen, die einen Kondensator aufladen und erst, wenn dieser voll ist, das Relais ansteuern.

Beste Grüsse
kilovolt

[Multi-kv]

So ein alter Schweißtrafo mit einstellbarem Joch wäre sicherlich auch noch eine gute Lösung.
Vor kurzem hatte ich so ein Teil auf dem Schrott gefunden, da die Sek.Wicklung einen Schaden/Schluß hatte,
habe ich ihn auseinandergenommen und den Kupferlackdraht gerettet. Hatte versucht das Blech aufzuflexen - war eine Heidenarbeit.
Hätte den Kern mal lieber für diesen Zweck retten sollen

Bei ebay findet man diese einfachen Schweißtrafos auch schon gebraucht für 20 Eur - allerdings bei Abholung...

@kilovolt: ja, das wäre wohl die beste / sicherste Lösung! Der Fußschalter ist für 10 A ausgelegt und wäre ja durch den ESB-Widerstand zumindest etwas geschützt,
allerdings nicht gegen die Induktionspsitzen. Vielleicht nehme ich noch 2 3-kW-Wasserkocher zur Begrenzung des Primärstroms. Wird noch etwas dauern bis ich den Trafo
abholen kann - da kann ich mir noch einige Gedanken machen

[kilovolt]

Es ist immer sauberer, die eigentliche Last dem Relais zu überlassen, das optimal dafür ausgelegt ist, schnell und sicher zu schalten. Es mag mit dem Fussschalter direkt funktionieren, aber es ist aus meiner Sicht rein aus Prinzip nicht so toll, wenn es um solch hohe Lasten geht. Da würde ich das zweite Relais nicht einsparen wollen.

Wenn Du mit mechanischen Relais arbeitest, hast Du zwar den Kontaktabbrand, dafür hast Du die Verzögerung gleich mit dabei durch die Mechanik im Relais, welche ziemlich träge arbeitet.

Mit Relais, welche 230V Spulenspannung haben, kannst Du Dir auch gleich das Netzteil sparen, dafür sind solche Relais meist sehr viel teurer.

Beste Grüsse
kilovolt

[Multi-kv]

Vielen Dank, kilovolt - das sind wertvolle Infos!
Fußschalter habe ich gerade bestellt, für 3 Euro irgendwas aus China
Das wäre also nicht so tragisch, wenn da einer mal "hops" geht.
Das Relais gibts auch aus China für knapp 3 Euro - daran soll es also auch nicht liegen
SSR finde ich dann auch besser als mechanisches Relais - ich denke die Einschaltverzögerung kommt dann über den Spannungsaufbau des Netzteils.

Über den sonstigen mechanischen Aufbau der Schweißelektroden habe ich mir auch noch keine großen Gedanken gemacht, sie sollen aber möglichst mobil sein,
so daß man auch in schwer zugängliche Ecken kommt. Weiß allerdings nicht, ob die manuelle Druckkraft ausreicht (natürlich materialabhängig). Eine Hebelvorrichtung mit
richtig Anpressdruck wäre sicher besser.

Weiter gehts dann, wenn ich den Trafo habe

[Multi-kv]

Nochmal eine Frage wg. der induktiven Lasten bei dem SSR-Relais:
Habe beim ebay-Anbieter nachgefragt: der in dem oberen Link (von kilovolt) meinte nein, wäre nicht geeignet, der Chinese verweist auf den Angebotstext, wo leider nichts darüber gesagt wird
Ich fürchte, die Aussagen der Verkäufer sind diesbezüglich nicht sehr verlässlich. Ich könnte mir vorstellen, das nahezu alle solche Relais über eine gewisse Schutzbeschaltung gegen induktive Spannungsspitzen verfügen, oder kann man es dem Relais irgendwie ansehen oder aus der Bezeichnung ablesen?