Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Hochleistungsrelais / SSR


von Urs C. (pinkpanther)


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Hallo zusammen,

Bin gerade auf der siche nach einem Hochleistungsrelais bzw eines 
elektronischen Pendants dazu.

Geschalten werden soll ein Kompressor im Wohnmobil. Wegen des hohen 
Stroms wird der Verbrennungsmotor dabei immer an sein, die Spannung wird 
im Normalfall also irgendwo bei 13.8-14.4 liegen kann aber auch bei 12 
oder bei 15V liegen (mit den üblichen Spannungsspitzen und Störungen im 
Fahrzeug). Der Kompressor hat einen Nennstrom von 45A. Das Relais sollte 
auch über Jahre immer wieder zuverlässig unter Last ein- und ausschalten 
können.

Es gibt ja (Mechanische) Hochlastrelais welche 100A oder auch 400A und 
mehr schalten können. Fraglich bei denen ist halt wie lange die Kontakte 
das schalten unter Last wirklich mitmachen. Daher dachte ich an ein SSR 
oder sowas in der Richtung. Nur sind die nicht ganz billig. Bei 60A 
Schaltleistung ist man ab 100€ dabei, dazu wahrscheinlich noch einen 
fetten Kühlkörper.

Wäre so ein SSR (z.B. der: 
https://www.distrelec.ch/halbleiterrelais-einphasig-3-5-32-vdc/crydom/d1d60/418174 
) für meine Zwecke überhaupt geeignet oder raucht der mir beim ersten 
Schalten ab? Wenn es geeignet wäre, wie gross müsste der Kühlkörper 
sein? Im Normalfall wird der Kompressor um die 20-30 Minuten laufen (in 
dieser Zeit immer wieder kurz abgeschalten und wieder eingeschalten um 
Druck in den Reifen zu prüfen), unter Umständen kann er aber auch bis zu 
einer stunde und mehr am Stück laufen. Umgebungstemperatur kann auch mal 
bei über 35 Grad liegen, durch die Erwärmung des Relais selber und 
beschränkt möglicher Wärmeabfuhr auch höher.

Oder gibt es eine günstigere Alternative? ggf Eigenbau?

Danke und Gruss

von Harald W. (wilhelms)


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Urs C. schrieb:

> Es gibt ja (Mechanische) Hochlastrelais welche 100A oder auch 400A und
> mehr schalten können. Fraglich bei denen ist halt wie lange die Kontakte
> das schalten unter Last wirklich mitmachen.

Wie oft willst Du denn schalten? Das das Schalten von hohen Strömen
problemlos funktioniert, sieht man ja am Autoanlasser.

> Daher dachte ich an ein SSR oder sowas in der Richtung.

Normale SSRs schalten nur Wechselströme und haben dabei einen
Spannungsverlust von >1V.

> Oder gibt es eine günstigere Alternative?

Meiner Ansicht nach ist hier ein mechanisches Relais die Methode der
Wahl, auch wenn Du dieses möglicherweise als Verschleissteil jeweils
nach einigen Tausend Schaltungen auswechseln musst.
Gruss
Harald

von Falk B. (falk)


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@ Urs C. (pinkpanther)

>Geschalten werden soll ein Kompressor im Wohnmobil. Wegen des hohen
>Stroms wird der Verbrennungsmotor dabei immer an sein, die Spannung wird
>im Normalfall also irgendwo bei 13.8-14.4 liegen kann aber auch bei 12
>oder bei 15V liegen (mit den üblichen Spannungsspitzen und Störungen im
>Fahrzeug). Der Kompressor hat einen Nennstrom von 45A.

Und vielleicht 150A und mehr Anlaufstrom.

>Es gibt ja (Mechanische) Hochlastrelais welche 100A oder auch 400A und
>mehr schalten können. Fraglich bei denen ist halt wie lange die Kontakte
>das schalten unter Last wirklich mitmachen.

Das sagt dir das Datenblatt. Je nach Typ sind 100.000 und mehr 
Schaltvorgänge unter Volllast möglich.

> Daher dachte ich an ein SSR
>oder sowas in der Richtung. Nur sind die nicht ganz billig. Bei 60A
>Schaltleistung ist man ab 100€ dabei, dazu wahrscheinlich noch einen
>fetten Kühlkörper.

Kann sein.

>Wäre so ein SSR (z.B. der:
>https://www.distrelec.ch/halbleiterrelais-einphasi...
>) für meine Zwecke überhaupt geeignet

Ja.

> oder raucht der mir beim ersten
>Schalten ab?

Nein.

>Wenn es geeignet wäre, wie gross müsste der Kühlkörper
>sein? Im Normalfall wird der Kompressor um die 20-30 Minuten laufen (in

Naja, bei 60A hat es 0,6V Spannungsabfall, macht 36W Verlustleistung. 
Bei 45 A sind es grob 20W (P~I^2). Es hat ca. 0,6 K/W Wärmewiderstand 
vom Chip zur Kühlkörper. Wenn man mal max 100K Temperaturerhöhung 
zulässt, darf in Summe maximal 5K/W an Wärmewiderstand rauskommen, 
sprich, dein Kühlkörper darf maximal 5-0,6 = 4,3K/W Wärmewiderstand 
haben.

Aber ich glaube ein fettes KFZ-Relais ist hier besser, weil es deutlich 
weniger Kontaktwiderstand hat und damit auch deutlich weniger Wärme 
produziert. Dein SSR mit MOSFET hat 0,6V/60A=10mOhm, das ist nicht so 
toll. Größere KFZ-Relais kommen auf wenige mOhm.

Und denk dran, wenn du das SSR nutzen willst, braucht du noch eine 
Freilaufdiode für deinen Kompressor, sonst zerstört dir die 
Induktionsspannung beim Abschalten dein SSR.

>Oder gibt es eine günstigere Alternative? ggf Eigenbau?

Eigenbau wird nicht billiger.

von Pete K. (pete77)


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: Bearbeitet durch User
von Urs C. (pinkpanther)


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Vielen dank an alle.

Werde also doch ein konvenzionelles Relais nehmen. Die Schalthäufigkeit 
kann sich zwischen 0/Monat und theoretisch auch mal bis zu 50/Stunde 
bewegen aber im Schnitt wird es warscheinlich keine 300mal pro Jahr 
schalten. Aber man weiss ja nie, vielleicht fallen mir in Zukunft da 
weitere Pneumatische Gadgets in die Hände welche die schalthäufigkeit in 
die höhe treiben ;-)

Die Nagares-180A Relais kenne ich. Hab einen davon seit Jahren in einer 
Solaranlage in Betrieb. Bisher ohne Probleme, aber dieser schaltet auch 
selten bis gar nie unter Last. Ein Abbrennen der Kontakte ist somit 
weitestgehend ausgeschlossen.
Nicht so beim Kompressor, da dürfte der Einschaltstrom jenseits von gut 
und Böse sein, da der Kompressor ja Prinzipbedingt (bei angelegtem 
Gegendruck vom Reifen) jedes mal unter Vollast anlaufen muss. Ein 
Anlaufstrom von 3xNennstrom dürfte da eher konservativ gerechnet sein...

Dafür finde ich die Nagares etwas unterdimensioniert. (Achja, die 
180A-Nagares sind im übrigen nur für, wenn ich mich recht erinnere, 100A 
(oder warens 120A) Dauerlast ausgelegt, nur so nebenbei...). Desweiteren 
sind die hier in der Schweiz fast nicht zu bekommen, zumindest nicht zu 
einem angemessenen Preis. Und bei den Anbietern bei Amazon werden sie 
meist nicht in die Schweiz geliefert oder wenn doch, dann betragen die 
Portokosten meist ca das doppelte vom Relais selber.

Zu den "kleinen" Nagares im Link; solche hab ich hier liegen. Ist halt 
etwas blöd da 2 25mm2 Kabel daran zu bringen. Haben neun-komma-irgendwas 
Steckzungen. Dafür bekommt man (meist völlig überteuerte) Flachstecker 
bis 6mm2. 25mm2 da ranzubringen ist irgendwie aussichtslos bzw sinnfrei. 
Vielleicht Löten (nein, da rede ich nicht vom 50W SMD-Lötkolben;-) ), 
aber ob das Relais die Tortur überleben würde...aber lassen wir 
das....da muss was mit richtigen Schraubterminals her wo man auch 2 
richtige, verpresste Kabelschuhe zuverlässig dran bringt...

Wie auch immer, ich denke ich schaue mal was es bei den 
Seilwinden-Relais oder in der Marinetechnik (Ankerwinden usw) da so gibt 
was Zuverlässig und Zahlbar ist.

Vielen Dank für euren Input und schönen Wochenanfang.

von hilfe ein wahnsinniger (Gast)


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Der Nachteil eines SSR ist die relativ hohe Verlustspannung von 2V oder 
so. Die beste Loesung waere daher eine Kombination eine mechanischen 
Relais mit einem SSR. Um die Kontakte zu schonen nimmt man das SSR und 
um die Verluste waehrend dem Laufen zu minimieren das mechanische.

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