Hi Experten. Frage: Ein Magnetventil, 24 V DC 1 A, erwärmt sich bei 100 % ED und Versorgung mit einer idealen Gleichspannung auf eine gewisse Temperatur. Wenn ich nun aus einem WS-Trafo mit Brückengleichrichter ohne Glättungselko eine Spannung mit einem arithmetischem Mittelwert von 24 V erzeuge, wird die Spule dann deutlich wärmer ? Ich möchte halt keinen Elko zur Glättung einsetzen, da sich bei Alterung die Kapazität veringert und somit die Spannung kleiner wird. LG Dirk
>Ich möchte halt keinen Elko zur Glättung einsetzen, da sich bei Alterung >die Kapazität veringert und somit die Spannung kleiner wird. ... interessante Logik. irgendein Elko = geht nur neu kleinerer Elko = nix Gut kein Elko = OK
DirkF schrieb: > Ein Magnetventil, 24 V DC 1 A, erwärmt sich bei 100 % ED und Versorgung > mit einer idealen Gleichspannung auf eine gewisse Temperatur. > > Wenn ich nun aus einem WS-Trafo mit Brückengleichrichter ohne > Glättungselko eine Spannung mit einem arithmetischem Mittelwert von 24 V > erzeuge, wird die Spule dann deutlich wärmer ? Bei gleicher Leistung entsteht an ohmscher Last gleiche Wärme. Bei Spulen ist jedoch die induktive Komponente noch genauer zu betrachten. Ein Magnetventil muß nicht wochenlang mit 100% "beheizt" werden. Man kann auch eine butterweiche Gleichspannungsquelle wählen, die im Einschaltmoment eine höhere Spannung hat, die dann am Elko etwas zusammenbricht. Elkos leben nur dann nicht lange, wenn sie grenzwertig betrieben werden. Bei 24V nimmt man keinen 25V-Elko, lieber 63er wenns länger halten soll, da ohne Last auch mal 35V vorkommen könnten. Außerdem gibt es heute noch PWM. http://de.wikipedia.org/wiki/Pulsweitenmodulation
> wird die Spule dann deutlich wärmer
Nein, etwa gleichwarm.
@oszi40 PWM und Ventilspulen sind nicht unbedingt Freunde. Es sei denn Du treibst vorher einen wesentlich größeren Aufwand. Sonst kommt "Heinz der Heizer" erst richtig in Fahrt.
MaWin schrieb: > Nein, etwa gleichwarm. Ich glaube, du warst mit dem Ohmschen Gesetz schon mal besser vertraut. Die Magnetisierung ist proportional I, die Leistung jedoch I*I. Muss ich noch weiter nachhelfen? Gruss Reinhard
DirkF schrieb: > Ich möchte halt keinen Elko zur Glättung einsetzen, da sich bei Alterung > die Kapazität veringert Nach dieser Logik baut man zweckmässigerweise immer gleich kaputte Bauteile ein, dann hat man den Zustand, der sonst erst nach Jahren erreicht wird, gleich von vornherein. Gute Idee fürs Recycling von elektronischen Bauteilen. Gruss Reinhard
Beim Magnetventil gibt es auch eine Induktivität, die bei Wechselstrom zusätzlich zum Ohmschen Widerstand wirkt. Es hängt vom Typ ab, ob das relevant ist, bei einigen (eher größer) sorgt auch noch die Abhängigkeit der Induktivität von der Schaltstellung dafür, dass für die Kurze Zeit zum Anziehen mehr Strom fließt als später zum halten.
Amateur schrieb: > PWM und Ventilspulen sind nicht unbedingt Freunde. Wo hast du denn das gelesen? Millionen von PKW fahren mit Hydraulikventilen, die über PWM gesteuert werden und kein Schaltwandler macht es nicht anders, außer dass an der Spule kein Ventil hängt ;-).
Das geht nicht gut aus. Deine gleichgerichtete Spannung ohne Glättung enthält eine Wechselspannungskomponente. Nicht umsonst sind die Spulen für AC oder DC ausgelegt. AC-Spule mit DC betrieben wird heiß. DC-Spule mit AC betrieben brummt und schaltet nicht zuverlässig.
Hallo, also es handelt sich hierbei um eine DC Spule. Also keine Stromänderung bei unterschiedliecher Ankerstellung wie bei AC Magnetspulen. Der Strom wird etwas über die Induktivität und derm Gleichrichter als Freilaufdiode geglättet. Resetwelligkeit im Strom ist jetzt ca. 25 %. Ist halt einn kleiner Magnet. Bei größeren Magneten hat man ja fast eine Ideale Stromglättung, weshalb man auf Glättungselkos verzichten kann. Wenn ich mich richtg erinnere, gibt es doch Kupferverluste und Eisenverluste (zumindest bei einem Trafo). Kupferverluste ist klar: Strom * Widerstand der Spule. Eisenverluste: Ummagnetisierung. Hier könnte ich mir schon eine höhere Erwärmung vorstellen, wenn der Strom nicht 100 % DC ist, sondern ein Rippel hat. Werde dann am Montag mal eine Temperaturmessung machen. Gruß Dirk
Beifall, Reinhard! > Nach dieser Logik baut man zweckmässigerweise immer gleich kaputte > Bauteile ein, ... Hi, Dirk, die Alterung von Alu-Elkos nimmt maßgeblich mit deren Missbrauch zu. Insbesondere Falschpolung und Hitze. Wennn Alu-Elkos richtig bemessen sind - schau in das Datenblatt des Herstellers - dann halten die über mehrere Generationen. Wer hingegen meint, durch Verwendung zu kleiner Alu-Elkos könne er seine Firma retten, der ruiniert sie wegen Garantiefällen. Ciao Wolfgang Horn P.S.: Ja, ich habe die Diskussion um Röhrenempfänger von Uromas Dachboden und deren Restauration ein wenig verfolgt. Die Elkos waren damals noch so teuer wie Schätze. Sie wurden nicht nur durch ESR aufgeheizt, sondern auch von der PL509 in ihrer unmittelbaren Nachbarschaft. (Ja, das Thema wird erst wieder mit der Nostalgie der Pioniere der PAL-Fernseher aufkommen...) W.H.
Hallo, also Erwärmung ist in der Tat ein wichtiger Punkt. Die gesamte Schaltung inkl. Trafo wird in eine kleine Kiste reingebaut. Da wird es wohl sehr warm werden. Lüftungsschlitze geht nicht wegen IP66. Also wird auch ein Hochtemperaturelko seine Kapazität verlieren. Deshalb der Gedanke, alles ohne Elkos aufzubauen, halt bauen für die Ewigkeit, wie früher. Dirk
DirkF schrieb: > Hallo, also Erwärmung ist in der Tat ein wichtiger Punkt. Um die Erwärmung zu verringern, sollte man nach dem Schalten den Strom reduzieren und die Spule thermisch ans Gehäuse koppeln.
> PWM und Ventilspulen sind nicht unbedingt Freunde. Sehr gute sogar. > Es sei denn Du treibst vorher einen wesentlich größeren Aufwand. Denn es braucht gar keinen Aufwand, die Spule darf direkt an PWM wenn eine ausreichend schnelle Freilaufdiode vorhanden ist. > Ich glaube, du warst mit dem Ohmschen Gesetz schon mal besser vertraut. > Die Magnetisierung ist proportional I, die Leistung jedoch I*I. Muss ich > noch weiter nachhelfen? Ja, hilf dir nach. Beispiel: 120 Ohm Spule an 12V ergibt Nominalstrom von 100mA. Nun Spule mit 50% duty cycle an 24V. Im eingeschalteten Moment steigt der Spulenstrom, sagen wir von 90mA auf 110mA, im ausgeschalteten Moment sinkt er, von 110mA auf 90mA, im Schnitt fliessen 100mA. Leistung an der Spule ? Nahezu dieselbe wie bei 100mA wo es 1.2W wären. Zwar gibt es im Moment wo 110mA fliessen einen höheren Verlust am Spulenwiderstan,d aber im Moment wo 90mA fliessen auch einen geringeren. In der Summe: 2*(100mA*100mA*120)+1*(110mA*110mA*120)+1*(90mA*90mA*120)/4 = 1.206W linear interpoliert. Scheiss Nachhilfe die man hier geben muss.
MaWin schrieb: > Beispiel: 120 Ohm Spule an 12V ergibt Nominalstrom von 100mA. > Nun Spule mit 50% duty cycle an 24V. > Im eingeschalteten Moment steigt der Spulenstrom, > sagen wir von 90mA auf 110mA, im ausgeschalteten Moment sinkt er, > von 110mA auf 90mA, im Schnitt fliessen 100mA. > > Leistung an der Spule ? Nahezu dieselbe wie bei 100mA wo es 1.2W wären. Mawin, nun nehme ich aber an, du bist betrunken?! Soll deine "Nachilfe" uns weismachen, daß eine Spule an 24V bei 50% Tastverhältnis die gleiche Leistung wie bei 12Vdc verbrät? Du verwechselst da was, der Strom bliebe (bei ausreichend hoher Frequenz) nahezu stabil, aber die Leistung wäre immer noch doppelt so hoch. Zur eigentlichen Kernfrage des Threads ist zu sagen, daß die Spule an der pulsierenden Gleichspannung (bei gleichem Effektivwert) sogar etwas weniger Leistung verbraucht, aufgrund ihrer Induktivität. Ob das Ventil dabei noch korrekt arbeiten kann, hängt natürlich von vielen Faktoren ab...
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> aber die Leistung wäre immer noch doppelt so hoch. Au weia, du solltest noch mal Grundlagen der Induktivitäten lernen. Bild anbei. > Zur eigentlichen Kernfrage des Threads ist zu sagen, daß die Spule an > der pulsierenden Gleichspannung (bei gleichem Effektivwert) sogar etwas > weniger Leistung verbraucht, aufgrund ihrer Induktivität Oje, 50% PWM mit 24V hat mitnichten denselben Effektivwert wie 12V.
3,14159265359 schrieb: > Mawin, nun nehme ich aber an, du bist betrunken?! Soll deine "Nachilfe" > uns weismachen, daß eine Spule an 24V bei 50% Tastverhältnis die gleiche > Leistung wie bei 12Vdc verbrät? Du verwechselst da was, der Strom bliebe > (bei ausreichend hoher Frequenz) nahezu stabil, aber die Leistung wäre > immer noch doppelt so hoch. Da solltest Du selber noch mal nachdenken. MaWin hat da schon recht, aber ich rechne es Dir gerne nochmal "in einfachen Worten" nach: Annahme, wie von Dir genannt: 24V, 50% Tastverhältnis, Strom nahezu stabil (Beispiel: 0,1A) 50% der Zeit ist die Leistung 24V * 0,1A = 2,4W 50% der Zeit ist die Leistung 0V * 0,1A = 0W Mittelwert: 1,2W Das ist das Gleiche wie bei 12V dauernd: 100% der Zeit ist die Leistung 12V * 0,1A = 1,2W Gruß Dietrich
Nö schrieb: > Bei 12V fliessen keine 0.1A, nur 0.05. Bei der Annahme: "24V, 50% Tastverhältnis, der Strom ist (bei ausreichend hoher Frequenz) nahezu stabil = 0,1A" fließt bei 12V Gleichstrom auch 0,1A. Immer wieder wird das Tastverhältnis und die Induktivität ignoriert. So wird das nichts :-( Gruß Dietrich
@DirkF >Ein Magnetventil, 24 V DC 1 A, erwärmt sich bei 100 % ED und Versorgung >mit einer idealen Gleichspannung auf eine gewisse Temperatur. Hast Du mal in Erwägung gezogen, dass dies normal ist? Früher waren mal 24Vx1A=24W. Rund um die Spule ist ein Isolator, der nicht nur etwas gegen Spannung, sondern auch gegen Wärmeabfuhr hat. Natürlich kannst Du mit einer an dein Ventil angepassten Steuerschaltung etwas an Wärme loswerden, der Hersteller ist aber gezwungen Dir ein Ventil zu liefern dass in jedem Fall, beim Anlegen der Spannung das macht was es soll.
Autor: Ulrich (Gast) Datum: 13.07.2013 12:51 > Beim Magnetventil gibt es auch eine Induktivität, die bei > Wechselstrom zusätzlich zum Ohmschen Widerstand wirkt. Schon, aber es fließt kein Wechselstrom, sondern Gleichstrom mit etwas Ripple, da ein Gleichrichter verbaut wird. Dass 24V 50%PWM nicht das selbe ist wie 12V 100%, gilt vor allem bei ohmschen Widerständen, weniger bei Spulen, da die Induktivität das Bestreben hat, den Strom konstant zu halten. > Eisenverluste: Ummagnetisierung. Hier könnte ich mir schon eine > höhere Erwärmung vorstellen, wenn der Strom nicht 100 % DC ist, > sondern ein Rippel hat. Bei Rippel wird aber nicht ummagnetisiert, dazu müßte sich die Stromrichtung ändern. Es wird jedoch ein wenig Wirbelstromverluste geben, ich schätze mal max. 100mW, ohne die Spule zu kennen. Ist es nicht sogar so, dass der Wirbelstrom selbst den Ripple verringert? Ich würde auf jeden Fall Intelligenz einbauen. Das Ventil braucht nur zum Anziehen 24V, danach deutlich weniger, und dann gilt: P=R*I*I, also halber Strom ---> 1/4 Leistung.
>>Ich würde auf jeden Fall Intelligenz einbauen. Das Ventil braucht nur >>zum Anziehen 24V, danach deutlich weniger, und dann gilt: P=R*I*I, also >> >>halber Strom ---> 1/4 Leistung. Also z.B. einen R parallel zu einem C in die Zuleitung zur Spule. Dann fällt aber am R wieder Wärme ab, die ich in der Steuerkiste nicht gebrauchen kann. PWM ist zu aufwändig für dieses Projekt. Es muss eine "Monkey proofed" Version sein. LG Dirk
DirkF schrieb: > Wenn ich nun aus einem WS-Trafo mit Brückengleichrichter ohne > Glättungselko eine Spannung mit einem arithmetischem Mittelwert von 24 V > erzeuge, wird die Spule dann deutlich wärmer ? Genau deshalb wurde der Effektivwert erfunden. Gleicher Effektivwert heizt gleich. Mittelwert ist falsch. Oftmals ist bei AC-Spulen einfach ne Grätzbrücke im Stecker eingebaut. Einen Elko brauchts nicht, da im Nulldurchgang der Strom durch die Dioden weiter fließt. Was ist ein WS-Trafo?
Hallo,
ein WS-Trafo ist natürlich ein Wechselstromtrafo, ja ich weiß, es gibt
keinen Gleichstromtrafo, aber es gibt Drehstromtrafos.
>>Genau deshalb wurde der Effektivwert erfunden.
Falsch. Bei idealser Stromglätting bei einer Induktivität mit
Freilaufdiode ist der arithmetische Mittelwert, nicht er Effektivwert
für den Strom maßgebend !
Glaub mir, ich arbeite viel mit großen DC Magneten, wo im Strom bei 50
Hz mir Einweggleichrichtung kein Rippel auftritt.
Aber hier ist ja der besondere Fall, dass die Induktivität der kleinen
Magnetspule eben nicht reicht, um bei 50 Hz über B-Gleichrichter den
Strom ideal zu glätten (ohne Elko). Es ist eine Restwelligkeit von ca.
25 % im Stromfluss vorhanden. (Naturlich nicht in der Spannungslinie)
LG Dirk
Thomas W. schrieb: > Amateur schrieb: >> PWM und Ventilspulen sind nicht unbedingt Freunde. > Wo hast du denn das gelesen? > Millionen von PKW fahren mit Hydraulikventilen, die über PWM gesteuert > werden und kein Schaltwandler macht es nicht anders, außer dass an der > Spule kein Ventil hängt ;-). ... und in Gabelstaplern, Baumaschinen und in jede Menge anderer Industriemaschienen auch.
DirkF schrieb: > Wenn ich nun aus einem WS-Trafo mit Brückengleichrichter ohne > Glättungselko eine Spannung mit einem arithmetischem Mittelwert von 24 V > erzeuge, wird die Spule dann deutlich wärmer ? Nein, wie soll das auch passieren? Die Energie die du reingibst bleibt doch in etwa die gleiche. Eine Spule ist ja kein Kondensator der bei Frequenz niederimpedanter wird, im Gegenteil. DirkF schrieb: > PWM ist zu aufwändig für dieses Projekt. Es muss eine "Monkey proofed" > Version sein. Dann schalte die Graetz Brücke bis auf eine Diode ab. Dann hast du halbe Leistung. Wenn die Spule brummt legst du einen Elko parallel zur Freilaufdiode.
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