Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Frage zu Einschaltstrombegrenzung


von Bernd (Gast)


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Guten Tag

Ich brauche für meinen 1,1KVA (1100 Watt) Traffo (EI Kern) eine 
Einschaltstrombegrenzung.

Der Traffo hat eine nominale Sekondärspannung von 70VAC bzw. 100VAC
(Bei Anschluss an das 230V Netz.)

Ist bei einem solchen Traffo die Einschaltstrombegrenzun nach Ulrich 
Grosse geeignet?
(Bild im Anhang)
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/onilim.htm

Ist ein Kalt-Widerstandawert des NTC im Bereich von ca 20 Ohm passend?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Bernd schrieb:
> Ich brauche für meinen 1,1KVA (1100 Watt) Traffo (EI Kern) eine
> Einschaltstrombegrenzung.
Was hängt denn hinter diesem Trafo?

von Bernd (Gast)


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Im Einschaltmoment dürften nur der Gleichrichter und der 1000uF 
Glättungskondensator ins Gewicht fallen.

Ich habe mir aber schon überlegt, ob ich den Kondensator nicht erst nach 
dem Einschalten des Traffos zuschalten soll.

von inrush (Gast)


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http://www.ametherm.com/inrush-current/transformer-inrush-current.html

Geben als Beispiel SL22 10008 für 1kVA bzw. SL32 10015 für 2kVA an. 
Ansonsten Ausrechnen, simulieren oder einfach ausprobieren 
(Schutzabdeckung um den NTC).

von Bernd (Gast)


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Danke für den Link.

Also ist die Schaltung so für den Traffo in Ordnung?
Gibt es etwas worauf ich besonders achten sollte?
(Abgesehen vom Sicherheitsabstand des NTC zu den umliegenden Bauteilen)

von Stefan M. (derwisch)


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Trafo nicht Traffo...
Sorry, Rechschreibmodus wieder aus.
Weitermachen.

von Dieter B. (debe)


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Bei einem 3 KVA-Trafo habe ich das mal so gemacht, dass ich die 
Sekundärspannung (220V) auf ein kleines Schütz gegeben habe das dann den 
Primär-Vorwiderstand überbrückte. Das waren so ca. 20 Ohm, so genau 
weiss ich das nicht mehr, das ist schon 40 Jahre her). Hat sehr gut 
funktioniert.

Gruß debe

von mknoelke (Gast)


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inrush schrieb:
>  einfach ausprobieren

Ja, aber mit Messung.
Bei Überlastung (Datenblatt) verändert der NTC seinen Wert und wird 
immer hochohmiger.
Ganz unschöne Langzeitausfälle, so mit Rauch und Schmor ...

von Bernd (Gast)


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Vielen Dank für eure Hilfe.
Jetzt kann ich den Kupfer-Klotz endlich einschalten ohne dass er mir die 
Sicherung auslöst.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Dieter B. schrieb:
> Bei einem 3 KVA-Trafo habe ich das mal so gemacht, dass ich die
> Sekundärspannung (220V) auf ein kleines Schütz gegeben habe das dann den
> Primär-Vorwiderstand überbrückte.
Die Idee mit der Rückkopplung (oder eher Mitkopplung) gefällt mir. Die 
Sekundärseite selber weiß nämlich am besten, wann der richtige Zeitpunkt 
zum Umschalten ist...

: Bearbeitet durch Moderator
von Andrew T. (marsufant)


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Es genügt aber vollauf wenn das Schütz auf der Primärseite ist.
Viel wichtiger ist dabei, das es ein echtes "uralt" 
Wechselspannungsshütz ist - also die Teile mit Kupferring 
("spaltpolrelais" ; http://de.wikipedia.org/wiki/Relais )

Diese haben systembedingt ca. 30...50ms Anzugsverzögerung.
Das genügt voll und ganz.
Hat sich hier im Labor& Fabrikation in mehr als 100 Geräten bewährt als 
ausreichend zuverlässige Einschaltstrombegrezung (Trafos 1...3 kVA).

Der Nachteil das Schütz auf die Sekundärseite zu setzen ist eindeutig in 
dem Fall evident, wenn durch nicht-schließen der Schützkontakte 
(bei/wegen  großer sekundärseitiger Last) der Vorwiderstand überlastet 
wird.
Ist hier mehrfach passiert, und daher setze ich es nimmer mehr 
sekundärseitig ein.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Andrew Taylor schrieb:
> Der Nachteil das Schütz auf die Sekundärseite zu setzen ist eindeutig in
> dem Fall evident, wenn durch nicht-schließen der Schützkontakte
> (bei/wegen großer sekundärseitiger Last) der Vorwiderstand überlastet
> wird.
Das ist klar, sollte aber bei "fertigen" Geräten mit konstanter Last 
nicht zum Tragen kommen.
Und ein Schritt weiter gedacht:
Manchmal könnte es im Fall eines Defektes billiger sein, den 
Vorwiderstand zu ersetzen (der könnte zudem auch durchaus ein 
selbstschützender PTC sein), als pauschal nach kurzer Zeit Volldampf auf 
die Sekundärseite zu geben.

> Es genügt aber vollauf wenn das Schütz auf der Primärseite ist.
> Viel wichtiger ist dabei, das es ein echtes "uralt"
> Wechselspannungsshütz ist
Blöd, wenn das mal einer durch ein aktuelles Schütz ersetzt. Der wird 
sich dann sauber wundern...  ;-)

von MaWin (Gast)


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Bernd schrieb:
> Ist bei einem solchen Traffo die Einschaltstrombegrenzun nach Ulrich
> Grosse geeignet?

Normalerweise ist die Verzögerungszeit durch so ein Relais zu kurz, um 
die Überstromspitze effektiv zu verhindern. Man braucht sehr langsame 
Relais, beispielsweise Bimetall-Klixon.

Kommt das Relais sekundär an den Siebelko, sieht es etwas besser aus.

von Bernd (Gast)


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Andrew Taylor schrieb:
> Der Nachteil das Schütz auf die Sekundärseite zu setzen ist eindeutig in
> dem Fall evident, wenn durch nicht-schließen der Schützkontakte
> (bei/wegen  großer sekundärseitiger Last) der Vorwiderstand überlastet
> wird.
> Ist hier mehrfach passiert, und daher setze ich es nimmer mehr
> sekundärseitig ein.
Ich plane ein Relais mit 2 Schaltkontakten zu verwenden welches ich 
Secondärseitig ansteuere.


Es stellt sich nur die Frage ob ich die Kontakte seriell (besseres 
Abreißen des Schaltfunken) oder parallel (aufteilen des Stroms auf 2 
Schaltkontakte) schalten soll.

Weiters stellt sich die Frage ob ich ein AC-Relais vor dem Gleichrichter 
oder ein DC-Relais nach dem Gleichrichter besser ist.

Hat jemand eine Idee wie man eine Übwachung aufbauen könnte die anzeigt 
dass die Kontakte kleben geblieben sind bzw. das Relais nicht geschalten 
hat?

Das Einzige was mir bis jetzt eingefallen ist, dass ich die Temperatur 
des NTC auswerte und über eine LED anzeige wenn die Temperatur einen 
gewissen Schwellwert über-unterschreitet.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Bernd schrieb:
> Es stellt sich nur die Frage ob ich die Kontakte seriell (besseres
> Abreißen des Schaltfunken)
Welcher Funke? Schaltest du mit diesem Relais auch ab? Das geht doch gar 
nicht...

von Bernd (Gast)


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Da hast du auch wieder recht.
Es wird ja nur der Widerstand gebrückt.
Da sollte es eigentlich nicht funken.

von Andrew T. (marsufant)


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Bernd schrieb:
> Ich plane ein Relais mit 2 Schaltkontakten zu verwenden welches ich
> Secondärseitig ansteuere.
>

Wenn Du sowieso erst noch planst, dann kauf einfach eine Relais mit 
einem entsprechend stärkeren Schaltkontakt.
Z.b. KACO hat in gleichgroßer Bauform
1xein mit 13A, aber 2xein mit 8A. Und nein, es macht keinen Sinn die 2x 
8A Kontakte parallelzuschalten UND zu hoffen das ma ndan 16A zur 
Verfügugn hat .-)

>
> Es stellt sich nur die Frage ob ich die Kontakte seriell (besseres
> Abreißen des Schaltfunken) oder parallel (aufteilen des Stroms auf 2
> Schaltkontakte) schalten soll.

parallel, aber s.o.

>
> Weiters stellt sich die Frage ob ich ein AC-Relais vor dem Gleichrichter
> oder ein DC-Relais nach dem Gleichrichter besser ist.

Siehe ausführung spaltpolrelais oben.

>
> Hat jemand eine Idee wie man eine Übwachung aufbauen könnte die anzeigt
> dass die Kontakte kleben geblieben sind bzw. das Relais nicht geschalten
> hat?
>
> Das Einzige was mir bis jetzt eingefallen ist, dass ich die Temperatur
> des NTC auswerte und über eine LED anzeige wenn die Temperatur einen
> gewissen Schwellwert über-unterschreitet.

Nein, LED ist nicht sinnvoll. Es muß nach EN68013 seit Juli 2012 jetzt 
automatisch eine SMS auf Dein Smartphone geschcikt werden.
Bitte konzipiere dies.

scnr.

von Kai K. (klaas)


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Bernd, du mußt vielmehr über dein Projekt erzählen:

Wie schaltest du den Trafo ein, wie aus? Hast du eine automatische 
Abschaltung des Trafos vorgesehen, wenn sekundärseitig etwas überlastet 
wird?

In jedem Fall würde ich den NTC erheblich überdimensionieren, eventuell 
sogar eine Reihenschaltung mehrerer NTC vorsehen, damit der NTC beim 
Einschalten nicht zu stark erhitzt wird. Je stärker er sich erhitzt, um 
so länger braucht er nämlich später zum Abkühlen, sodaß kurzzeitige 
Netzunterbrechungen den NTC wirkungslos machen können.

Bei so großen Trafos ist es sinnvoll, mit einer zusätzlichen 
Hilfsschaltung ein spezielles "power sequencing" durchzuführen, bei dem 
beispielsweise zwei Relais den Trafo schalten, damit man den Trafo auch 
definiert ausschalten bzw. eine definierte Zeit ausgeschaltet lassen 
kann. Damit läßt sich dann natürlich auch die Einschaltzeit des NTCs 
steuern.

Dann sollte die Sekundärseite wenn möglich im Einschaltfall in einem 
"standby"-Modus laufen, bei dem möglichst wenig Strom verbraucht wird. 
Oft gilt es ja lediglich die Grundmagnetisierung des Trafos und das 
Aufladen von Netzteilelkos abzufangen.

Grundsätzlich muß diese Schaltung sehr sorgfältig entwickelt werden und 
wirklich die unwahrscheinlichsten Betriebssituationen berücksichtigen: 
Was passiert bei Netzunterspannung? Was passiert bei mehreren 
kurzzeitigen Netzunterbrechungen, etc.

von Bernd (Gast)


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Andrew Taylor schrieb:
> Wenn Du sowieso erst noch planst, dann kauf einfach eine Relais mit
> einem entsprechend stärkeren Schaltkontakt.
> Z.b. KACO hat in gleichgroßer Bauform
> 1xein mit 13A, aber 2xein mit 8A. Und nein, es macht keinen Sinn die 2x
> 8A Kontakte parallelzuschalten UND zu hoffen das ma ndan 16A zur
> Verfügugn hat .-)
Ich hatte da an ein Relais gedacht dass mit einem Kontakt den Strom 
schalten könne aber einen 2. Kontakt als Redundanz einzusetzen.

Andrew Taylor schrieb:
> Siehe ausführung spaltpolrelais oben.
Danke für den Hinweis.
Diese Zeilen habe ich überlesen.

Solche alten Relais, die noch dazu zuverlässig funktionieren dürften 
relativ schwer zu organisieren sein.


Andrew Taylor schrieb:
> Nein, LED ist nicht sinnvoll. Es muß nach EN68013 seit Juli 2012 jetzt
> automatisch eine SMS auf Dein Smartphone geschcikt werden.
> Bitte konzipiere dies.
Bist du des Wahnsinns?
Ich werde doch mein Nokia 3510 nicht ersetzen.


Kai Klaas schrieb:
> Bernd, du mußt vielmehr über dein Projekt erzählen:
Ich will den aktuellen Traffo meines Erodiergeräts durch einen stärkeren 
ersetzen.

Aktuell gibt es keinen Netzschalter oder dergleichen.
Das Gerät befindet sich direkt nach dem Einstecken im Stand-Bymodus
Ich will jetzt aber einen Schalter einbauen um das Gerät auszuschalten.

Kai Klaas schrieb:
> Hast du eine automatische
> Abschaltung des Trafos vorgesehen, wenn sekundärseitig etwas überlastet
> wird?
Das Gerät besitzt Leistungswiderstände, die den Strom begrenzen.
Wenn der Strom eine gewählte Grenze überschreitet, wird die Elektrode 
zurückgezogen bis kein Strom mehr fließt.
Weiters gibt es auch sekondärseitig eine Sicherung die durchbrennt wenn 
der Strom zu groß wird.

Kai Klaas schrieb:
> In jedem Fall würde ich den NTC erheblich überdimensionieren, eventuell
> sogar eine Reihenschaltung mehrerer NTC vorsehen, damit der NTC beim
> Einschalten nicht zu stark erhitzt wird. Je stärker er sich erhitzt, um
> so länger braucht er nämlich später zum Abkühlen, sodaß kurzzeitige
> Netzunterbrechungen den NTC wirkungslos machen können.
Danke für den Tipp.

Kai Klaas schrieb:
> Bei so großen Trafos ist es sinnvoll, mit einer zusätzlichen
> Hilfsschaltung ein spezielles "power sequencing" durchzuführen, bei dem
> beispielsweise zwei Relais den Trafo schalten, damit man den Trafo auch
> definiert ausschalten bzw. eine definierte Zeit ausgeschaltet lassen
> kann. Damit läßt sich dann natürlich auch die Einschaltzeit des NTCs
> steuern.
>
> Dann sollte die Sekundärseite wenn möglich im Einschaltfall in einem
> "standby"-Modus laufen, bei dem möglichst wenig Strom verbraucht wird.
> Oft gilt es ja lediglich die Grundmagnetisierung des Trafos und das
> Aufladen von Netzteilelkos abzufangen.
Da sich das Gerät prinzipbedingt im Einschaltzeitpunkt im Leerlauf 
befindet, müsste ich auf ein sequenzielles einschalten verzichten 
können.

Kai Klaas schrieb:
> Grundsätzlich muß diese Schaltung sehr sorgfältig entwickelt werden und
> wirklich die unwahrscheinlichsten Betriebssituationen berücksichtigen:
> Was passiert bei Netzunterspannung? Was passiert bei mehreren
> kurzzeitigen Netzunterbrechungen, etc.
Netzunterspannung müsste von der Regelung abgefangen werden wenn sie 
länger anhält.
Kurze Spannungsschwankungen bz. Netzunterbrechungen müssten von den 
Kondensatoren gepuffert werden.
Längere Netzunterbrechungen müssten zum Abfallen des 
NTC-Überbrückungsrelais führen.
Weiters würde dass die Regelung erkennen und beim widerkehren der 
Spannung in die Ausgangsposition fahren.



Und da ich jetzt endlich von der Leitung gestieben bin ist mir 
eingefallen, dass es ja auch soetwas wie ein Verzögerungsglied gibt, 
über dass ich das Relais zeitverzögert einschalten kann.


Ich danke euch vielmals für eure Hilfe.
mfg Bernd

von Dieter B. (debe)


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Zu meinem Beitrag oben(Schütz sekundärseitig.
Das war natürlich ein richtiges Schütz: L33 von AEG.
Bei denen brachen die Kurzschlussringe reihenweise.
Dieser Trafo 3kVA war für einen Meßtisch und hatte keine Last sekundär 
beim Einschalten. Da der Pr. 380V und sek. 3x 220V hatte bot sich das 
an.
Damals brauchten die Messgeräte noch etwas mehr Leistung, ein Ossi mit 
650W.
Ausserdem waren die nicht tragbar sondern transportabel.

Gruss debe

von eProfi (Gast)


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Wenn man es besser machen will, nimmt man ein TSR (Trafoschaltrelais) 
von www.emeko.de (Michael Konstanzer).
Die ganze Site ist recht interessant, z.B. dass er darauf hinweist, dass 
es extra weiche Trafos mit geringem Einschaltstrom gibt. Diese haben oft 
die Primärwicklung außen, da dort wegen des größerem Radius die Wicklung 
länger ist und damit mehr ohmschen Widerstand hat.

Das TSR berücksichtigt z.B. auch den Fall, dass beim Ausfall einer 
Sinushalbwelle der Trafo in Sättigung geraten könnte.
Allerdings berücksichtigt es nicht die sekundärseitige Last (Aufladen 
des Elkos).
Am besten wäre ein Sinusdimmer (Gleichrichter mit FET oder zwei 
antiserielle FETs / antiparallele IGBTs). So bringt man Restmagnetismus 
weg und lädt den C langsam auf. Oder eine einfache Strombegrenzung mit 
intelligentem FET-Treiber.

sekondär --> sekundär

Aber die oben gezeichnete einfache Schaltung deckt 999 Promille der 
Fälle ab.

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