Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Funken im Relais trotz Freilaufdiode


von e05 (Gast)


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Hallo,
ich schalte mit einem Relais bei 45 VDC eine ohmsche Last mit 45 VDC und 
ca 3,5-4 A zu und ab. Eine Freilaufdiode mit 100V/1A ist parallel zu den 
Relais-Steuerkontakten geschaltet. Bei jedem öffnen kommt es trotzdem 
zur Funkenbildung im Relais.

Könnte mir bitte jemand erklären warum es trotz Diode funkt und was man 
noch tun könnte, um die Relais-Kontakte zu schonen?

Besten Danke
e05

von Route_66 H. (route_66)


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e05 schrieb:
> eine ohmsche Last mit 45 VDC und
> ca 3,5-4 A zu und ab.

Sind die Relaiskontakte dafür auch geeignet?
Bei DC sind 30 V eine "magische" Grenze.
Freilaufdioden sind bei ohmschen Lasten an kontakten Nonsens.

von Fabian (Gast)


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Die Freilaufdiode an der Steuerspule hat nichts mit den Kontakten zutun.

von Fabian (Gast)


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(Evtl. hilft ein RC Glied, welches parallel zu den Kontakten geschaltet 
ist)

von MaWin (Gast)


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e05 schrieb:
> Könnte mir bitte jemand erklären warum es trotz Diode funkt

Die Diode ist unnütz, da es keine induktive Last ist. Du brauchst 
allerdings so eine Diode an der Spule.
Der Funke entsteht natürlich, weil sich die Kontakte aus elektrischer 
Sicht langsam voneinander wegbewegen, und für eine gewisse Distanz der 
Strom noch durch die Luft kann.

> und was man noch tun könnte, um die Relais-Kontakte zu schonen?

Schalte einen Snubber aus 1uF und 10 Ohm parallel zum Kontakt. Wenn er 
bewirkt, daß die Spannung an den Kontakten langsamer steigt, als die 
sich voneinander wegbewegen, dann bricht der Funke ab.

Vorausgesetzt, das Relais ist überhaupt zum Trennen von so hohen 
Gleichspannungen ausgelegt, manchmal verwendet man da schon einen 
Funkenlöschmagneten.

von Udo S. (urschmitt)


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Fabian schrieb:
> (Evtl. hilft ein RC Glied, welches parallel zu den Kontakten geschaltet
> ist)

Nicht bei ohmscher Last.
Bei Gleichstrom hat man halt den Abreisslichtbogen. Verbessern kann man 
indem man das Relais im Vakuum betreibt oder die Kontakte mit Pressluft 
anbläst.
Ist wohl aber beides eher nicht praktikabel.

Die Frage ist doch:
Ist das Relais für 45V DC und 5A geeignet?
Ist es wirklich eine ohmsche Last?

: Bearbeitet durch User
von Fabian (Gast)


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Udo Schmitt schrieb:
> Fabian schrieb:
>> (Evtl. hilft ein RC Glied, welches parallel zu den Kontakten geschaltet
>> ist)
>
> Nicht bei ohmscher Last.

Nein?! - Ich hatte gedacht, dass der Strom beim Trennen der Kontakte 
ebenfalls erst durch den Kondensator fließt, bis sich dieser aufgeladen 
hat.
Wenn es nicht funktioniert, würde also ein Lichtbogen parallel zum 
RC-Glied entstehen. Aber wie ist das möglich, so lange der Kondensator 
noch entladen ist?!

von Harald W. (wilhelms)


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e05 schrieb:

> ich schalte mit einem Relais bei 45 VDC eine ohmsche Last

Mit welchem Relais?
(Bitte Link aufs Datenblatt)

von e05 (Gast)


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Das Relais (Omron G2R-1-E) ist bei 50 V maximal mit ca 4,2 A belastbar 
(Datenblatt). Es funkt aber auch schon bei 42 V und 3,5 A (Natürlich 
kein Wunder, wenn 30 V die "magische Grenze" ist;).
Die Last ein Heizdraht (gewickelt).

Ok, also wird ein RC-Glied nichts bringen.

Wenn das Relais aber stehts im zulässigem Bereich betrieben wird, ist 
dann der Funkte bei der Angabe der Lebenszeit mit eingerechnet oder ist 
ein viel früherer Ausfall zu erwarten?
Gibt es vielleicht kostengünstige, geeignete Triacs oder andere 
Alternativen?

von e05 (Gast)


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Sorry, ich hatte die letzten 2 Posts nicht mehr gesehen.
Hier der Link zum Datenblatt: 
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/500000-524999/503943-da-01-en-RELAIS_48V_16A_G2R_1_E.pdf

von Udo S. (urschmitt)


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Fabian schrieb:
> Nein?! - Ich hatte gedacht, dass der Strom beim Trennen der Kontakte
> ebenfalls erst durch den Kondensator fließt, bis sich dieser aufgeladen
> hat.

Sorry ich war etwas neben der Rolle, weil ich bei RC Glied an einen 
Snubber wie für 230V Netzwechselspannung gedacht habe.
Wie MaWin oben schon gesagt hat kann ein etwas größerer Kondensator und 
ein relativ niederohmiger Widerstand schon etwas bewirken, da das 
wirklich den Effekt hat, dass die Spannung an den sich trennenden 
Kontakten langsamer ansteigt.
Sorry für meinen Fehler.

von Harald W. (wilhelms)


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e05 schrieb:

> Das Relais (Omron G2R-1-E) ist bei 50 V maximal mit ca 4,2 A belastbar
> (Datenblatt).

Ich lese da: "30V"

> Es funkt aber auch schon bei 42 V und 3,5 A (Natürlich
> kein Wunder, wenn 30 V die "magische Grenze" ist;).

Bei einer derartigen Überlastung wird das Relais wohl nicht lange 
halten.

Wo hast Du denn Deine 50V her?

> Gibt es vielleicht kostengünstige, geeignete Triacs

Sicherlich. Aber mit einemTriac kannst Du normalerweise nur
einschalten und nicht mehr ausschalten. :-(

> oder andere Alternativen?

Wie wärs mit einem Transistor?

von e05 (Gast)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Ich lese da: "30V"
>
>> Es funkt aber auch schon bei 42 V und 3,5 A (Natürlich
>> kein Wunder, wenn 30 V die "magische Grenze" ist;).
>
> Bei einer derartigen Überlastung wird das Relais wohl nicht lange
> halten.
>
> Wo hast Du denn Deine 50V her?

Das Relais hat eine Nennspannung von 48 V. genauer gesagt handelt es 
sich um dieses:
http://www.conrad.de/ce/de/product/503943/?insert=62&insertNoDeeplink&productname=Hochleistungsrelais-G2R-1-E-16-A-1-x-UM-Omron-G2R-1E-48DC-48-VDC-1-Wechsler-Max-16-A-Max-125-VDC400-VAC-Max-400
Den maximal zulässigen Strom bei 50V habe ich aus dem oben verlinkten 
Datenblatt auf Seite 6 (zweite Grafik) abgelesen.

von Tom (Gast)


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e05 schrieb:
> noch tun könnte, um die Relais-Kontakte zu schonen?

Die Freilaufdiode rauswerfen und durch etwas ersetzen, was den Abfall 
des Magnetfelds (und der Kontakte) nicht möglichst langsam gestaltet. 
Siehe Wiki-Artikel "Relais mit Logik ansteuern".

von oszi40 (Gast)


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bei C* gelesen: Nenn-Last 250 V/AC/16 A, 400 V/AC/7 A, 30 V/DC/16 A
Da 30V<45V sind, finde ich dieses Relais weniger glücklich gewählt. Eine 
Parametersuche könnte helfen. z.B. da 
http://de.rs-online.com/web/c/relais/universalrelais/monostabile-relais/

von Harald W. (wilhelms)


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oszi40 schrieb:

> bei C* gelesen: Nenn-Last 250 V/AC/16 A, 400 V/AC/7 A, 30 V/DC/16 A
> Da 30V<45V sind, finde ich dieses Relais weniger glücklich gewählt.

Hmm, das Datenblatt ist da etwas widersprüchlich. Da steht einerseits
"Rated load": 30V bei 2,5...10A je nach Kontakttyp. Andererseits bei
"Max. switching voltage" 125VDC. Normalerweise sind bei solchen
Standardrelais schaltbare Gleichspannungen über 30V unüblich.
Gruss
Harald

von e05 (Gast)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Hmm, das Datenblatt ist da etwas widersprüchlich. Da steht einerseits
> "Rated load": 30V bei 2,5...10A je nach Kontakttyp. Andererseits bei
> "Max. switching voltage" 125VDC. Normalerweise sind bei solchen
> Standardrelais schaltbare Gleichspannungen über 30V unüblich.
> Gruss
> Harald
Dass ich hier im unüblichen Bereich liege ist mir auch schon 
aufgefallen, denn meine eigene Bauteilrecherche strotzt nicht gerade vor 
Alternativen.

oszi40 schrieb:
> Eine
> Parametersuche könnte helfen. z.B. da
> http://de.rs-online.com/web/c/relais/universalrelais/monostabile-relais
Hier habe ich auch bereits gesucht, bin aber nicht wirklich auf ein 
Relais gestoßen, welches genau meinen Anforderungen entspricht. Falls du 
eins im Auge hast, freue ich mich natürlich über einen Hinweis (optimal 
zieht es ab 40 V an und kann auch noch mit 50 V betrieben werden. 
Gleicher Spannungsbereich auf Lastseite und min 4 A in diesem Kreis.


MaWin schrieb:
>> und was man noch tun könnte, um die Relais-Kontakte zu schonen?
>
> Schalte einen Snubber aus 1uF und 10 Ohm parallel zum Kontakt. Wenn er
> bewirkt, daß die Spannung an den Kontakten langsamer steigt, als die
> sich voneinander wegbewegen, dann bricht der Funke ab.

Da RC ja nun scheinbar doch umsetzbar ist, würde ich es gerne noch damit 
versuchen. Kannst du mir erklären wie du auf die Werte kommst bzw. 
jemand kurz erklären wie ich bei der Auslegung vorzugehen habe?

besten Dank!

von Dirk J. (dirk-cebu)


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Nimm doch ein Relais aus dem Kfz.-Bereich, die Spulenspannung kannst Du 
mit einem Vorwiderstand anpassen.

von Harald W. (wilhelms)


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Dirk J. schrieb:

> Nimm doch ein Relais aus dem Kfz.-Bereich,

Die haben normalerweise auch eine Begrenzung auf 30V.
Warum glaubst Du wohl, warum man sich so schwer tut,
KFZ-Netze für >24V einzuführen?

von MaWin (Gast)


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e05 schrieb:
> Kannst du mir erklären wie du auf die Werte kommst

Über den Dauen gepeilt.
Beim Einschalten entlädt sich der C über den R über den Relaiskontakt, 
das wollte ich auf 4.5A begrenzen, daher 10 Ohm, Und 1uF damit auch was 
da ist, um Energie aufzunehmen. Je grösser, je langsamer allerdings, 
daher keine 1000uF.

von Mike J. (linuxmint_user)


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e05 schrieb:
> ich schalte mit einem Relais bei 45 VDC eine ohmsche Last mit 45 VDC und
> ca 3,5-4 A zu und ab.

Die Lösung für dich:

Wenn du die Versorgung abschalten willst:
IRFB 3307Z :: Leistungs-MOSFET N-Ch TO-220AB 75V 120A
http://www.reichelt.de/IRFB-IRFI-Transistoren/IRFB-3307Z/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=90242&GROUPID=2892&artnr=IRFB+3307Z

oder

Wenn du die Masse abschalten willst:
IRFB 3607 :: Leistungs-MOSFET N-Ch TO-220AB 75V 80A
http://www.reichelt.de/IRFB-IRFI-Transistoren/IRFB-3607/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=90243&GROUPID=2892&artnr=IRFB+3607

von Mani W. (e-doc)


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MaWin schrieb:
> Schalte einen Snubber aus 1uF und 10 Ohm parallel zum Kontakt. Wenn er
> bewirkt, daß die Spannung an den Kontakten langsamer steigt, als die
> sich voneinander wegbewegen, dann bricht der Funke ab.

Und wenn nicht, dann 2,2 uF oder höher mit 10 R in Serie,
das parallel zum Kontakt.

Einzige Methode, um den Funken zu löschen.

von Meister Eder (Gast)


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Ein Relais mit 2 Kontakten (alternativ 2 Relais mit einem Kontakt) 
nehmen.
Die Relais parallel ansteuern, keine Freilaufdiode, sondern eine
Zenerdiode verwenden, so wie hier beschrieben:

http://www.elektronikpraxis.vogel.de/design-tipps/relais/articles/419170/

Die Kontakte in Reihe schalten. Die Luftstrecke verdoppelt sich 
hierdurch.
Die Abfallgeschwindigkeit des Relais erhöht sich durch den Einsatz der
Zenerdiode zusätzlich.

Wenn die Schalthäufigkeit sehr hoch ist würde ich hier jedoch
ein Schütz verwenden, Industrietyp z.b. Siemens Sirius Serie.

von e05 (Gast)


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Mani W. schrieb:
> MaWin schrieb:
>> Schalte einen Snubber aus 1uF und 10 Ohm parallel zum Kontakt. Wenn er
>> bewirkt, daß die Spannung an den Kontakten langsamer steigt, als die
>> sich voneinander wegbewegen, dann bricht der Funke ab.
>
> Und wenn nicht, dann 2,2 uF oder höher mit 10 R in Serie,
> das parallel zum Kontakt.
>
> Einzige Methode, um den Funken zu löschen.

Hey, noch eine kurze Frage:
Mit welcher Verlustleistung muss der Widerstand für mein 
Anwendungsbeispiel auskommen? Er wird ja nicht dauerhaft belastet, 
allerdings kurzzeitig recht stark.

von oszi40 (Gast)


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Pi mal Daumen:Sicherungswiderstand ca. 5W. 
http://www.reichelt.de/Sicherungs-Drahtwiderstaende/2/index.html?&ACTION=2&LA=3&GROUP=B160&GROUPID=5154&START=0&OFFSET=16&SHOW=1;SID=15VUD4zKwQATcAAPbh3Dw877e3249f9c475a66b93ec9cfb7cd72c 
Ja es geht auch kleiner, Frage ist wie lange C gesund ist, deshalb 
lieber fürs nächste Jahrtausend geplant.

Zur Idee 2 Relaiskontakte in Reihe zu schalten: muß man etwas Glück 
haben, daß diese WIRKLICH zur gleichen Zeit schalten.

von E05 (Gast)


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Kurzer Zwischenbericht. Ich habe 10 ohm in Reihe mit verschiedenen 
Kondensatoren parallel zu den Kontakten im Arbeitsstromkreis geschalten.
Aber auch bei >800uF Elkos funkt es noch (wenn auch gefühlt 
weniger).Eine Verzögerung beim abschalten höre ich hingegen nicht.
Ich probiere es noch mal mit einem größeren Widerstand.
Ist das Verhalten noch realistisch oder ist der Fehler an anderer Stelle 
zu suchen?

von Mike J. (linuxmint_user)


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e05 schrieb:
> Bei jedem öffnen kommt es trotzdem zur Funkenbildung im Relais.

Wenn du eine genügend leistungsfähige Diode parallel zur induktiven Last 
schaltest dürftest du diese Verhalten gar nicht haben.

e05 schrieb:
> Eine Freilaufdiode mit 100V/1A ist parallel zu den
> Relais-Steuerkontakten geschaltet. Bei jedem öffnen kommt es trotzdem
> zur Funkenbildung im Relais.

Sag mal ... wie steuerst du den Steuerkontakt eigentlich an?
Meist zieht mal den einen Steuerkontakt mit einem Transistor nach Masse.
Da kann man dann gar keine Funken beobachten.

von Michael K. (Gast)


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e05 schrieb:
> ohmsche Last mit 45 VDC und
> ca 3,5-4 A
> Die Last ein Heizdraht (gewickelt).

Also eine Luftspule mit einer kleinen Induktivität die sich bemerkbar 
macht.

Warum schert Dich überhaupt der kleine Abrissfunke ?
Der spielt doch keine Rolle und hält sogar Deine Kontakte sauber.
Vergiss Doch den ganzen Snubber Kram solange der Funke nicht so stark 
wird das er Dir die Kontakte verbrennt.

E05 schrieb:
> Eine Verzögerung beim abschalten höre ich hingegen nicht

Du verwechselt wirklich Ansteuerung und Lastkreis.
Warum sollte die Ansteuerung langsamer werden wenn Du im Lastkreis Elkos 
anschliesst und wärst Du wirklich in der Lage ein paar ms Zeitverzug zu 
hören ?

E05 schrieb:
> ist der Fehler an anderer Stelle zu suchen
Ja, denn es gibt keinen. Das ist ein völlig normales Verhalten und dafür 
sind die Relais ausgelegt.

Du kannst ja rumsnubbern wenn Dich der HF Impuls stört den der Funke 
aussendet, aber das spielt weder im Labor noch für Deine Kontakte eine 
Rolle.

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