Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Relais bei Nulldurchgang schalten sinnvoll?


von Stefan L. (avlbger)


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Ich plane mit einigen Standardrelais Jalousienmotoren und Licht (alles 
230V) zu schalten. Da ich beim Licht dazu auch per Optokoppler abfrage 
ob nun Spannung anliegt (Licht ein) oder nicht.
(Ich simuliere mit den Relais einen Wechselschalter und weiß deshalb 
alleine durch den Schaltzustand des Relais nicht ob das Licht nun brennt 
oder nicht)

Jedenfalls kam ich auf die Idee die Belastung des Schaltvorgangs der 
Relais zu reduzieren und damit die Lebensdauer zu erhöhen in dem ich die 
Relais beim Nulldurchgang schalte.

Angesichts des Ansprechverhaltens der verwendeten Relais kommen mir da 
allerdings Zweifel an der Sinnhaftigkeit. ~10ms Anschaltzeit, ~5ms 
Abfallzeit.
Die Frage ist nun wie stabil die Zeiten sind die so ein Relais braucht, 
denn da eine Halbwelle ja 10ms dauert wäre es quasi nicht möglich im 
Nullpunkt zu schalten wenn das Relais mal 8ms und mal 12ms braucht..

Hat so etwas schon jemand mal gemacht und wenn ja wie gelöst? Es geht 
mir jetzt nur um verwendung von normalen Relais (SSR und Triac sind 
erstmal uninteressant da die Relais schon verbaut sind)

Dann habe ich bei der Recherche noch von Phasenverschiebung von Strom 
und Spannung gelesen bei Induktiven lasten wie es ein Jalousiemotor ja 
wäre. Das würde mein Vorhaben dann ja im Prinzip ad absurdum führen weil 
ich, gestezt den Fall ich bekomme das hin das Relais exakt beim 
Nulldurchgang der Spannung zu schalten ich eigentlich ja gerade das 
maximum des Stromes hätte.. oder verrenne ich mich da jetzt in 
gefährlichem Halbwissen?

Ansonsten gebe ich den Plan mit Nulldurchgangsschaltung einfach auf und 
schalte wann halt geschaltet wird und hoffe dass die Relais solange 
halten wie das Ding halt eingebaut ist. (was sie vermutlich eh tun 
werden...)

von ingo (Gast)


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Da die Motoren meistens induktiv wirken, ist der Stromnulldurchgang 
sowieso nicht mit dem Spannungsnulldurchgang identisch
mfG

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


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Stefan L. schrieb:
> Die Frage ist nun wie stabil die Zeiten sind die so ein Relais braucht
Die Zeiten sind beliebig. Mach mal so ein Relais auf, dann siehst du den 
anker und die Kontakte, und dann wird dir klar, dass diese Zeitangabe 
entweder Worst-Case oder ein Mittelwert ist. Nichts, worauf man sich 
verlassen kann.
Und die Zeit beim Abschalten gilt nur, wenn keine Freilaufdiode 
verwendet wird, und so die Energie der Spule in einem Funken abgebaut 
werden kann...

ingo schrieb:
> Da die Motoren meistens induktiv wirken, ist der Stromnulldurchgang
> sowieso nicht mit dem Spannungsnulldurchgang identisch
Und zudem geht es gar nicht um diesen Strom, sondern das Problem ist der 
Anlaufstrom, der gut 10* höher als der Nennstrom sein kann...

: Bearbeitet durch Moderator
von MaWin (Gast)


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Wann du bei einem Motor (induktiv) einschaltest, ist völlig wurscht, das 
Problem ist das Ausschalten, das sollte bei Strom=0 erfolgen (was 
keineswegs bei Spannung=0 der Fall ist) um Abreissfunken zu verhindern. 
Obwohl ein TRIAC von selbst im Strom-Nulldurchgang abschaltet, ist er 
bei Rollläden ungünstig, weil der TRIAC der anderen Drehrichtung die 
doppelte Spannung, also nicht 230V mit 325V Spitze, sondern 460V mit 
650V Spitzee. Und wenn dann noch der Stromfluss durch einen Endschalter 
unterbrochen wird, dann kommt der Abreissfunkt von 2kV und mehr auf den 
TRIAC und röstet ihn. Apropos Endschalter: Durch ihn wird sowieso der 
Strom mechanisch unterbrochen, da kannst du wenig machen.

von Noch einer (Gast)


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Außerdem sind Relais sehr langsam. Bis der Kontakt so weit auseinander 
ist, dass kein Lichtbogen mehr entstehen kann, haben sowieso schon 
mehrere Lichtbögen gezündet.

von Stefan L. (avlbger)


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MaWin schrieb:
> Apropos Endschalter: Durch ihn wird sowieso der
> Strom mechanisch unterbrochen, da kannst du wenig machen.

Ja stimmt, die Endschalter übernehmen das abschalten quasi sowieso und 
ich kann dann "mein" Relais eh Stromfrei trennen.

Hab aber auch eher an das Szenario gedacht dass ich laufzeitgesteuert 
Positionen zw. den Endschaltern anfahre und dort dann eben der 
Stromkreis durch besagtes Relais getrennt werden muss.

Jedenfalls ist es demnach, wie ich eh schon geahnt habe, wohl sinnlos 
hier irgendwas auf den Spannungsnullpunkt auszurichten, da der 1. nicht 
dem Punkt entspricht an dem der Strom 0 ist und ich 2. durch die 
variable Reaktionszeit der Relais keine Chance habe den Punkt genau zu 
treffen, selbst wenn ich wüsste wo der liegt.

von Ulrich F. (Gast)


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Beruhige deine Befürchtungen, durch Auswahl von leicht 
überdimensionierten Relais.

Was macht denn der Motorhersteller für Ansagen?
Evtl. lassen sich Snubber einsetzen .....

von Stefan L. (avlbger)


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Bin eh nicht "beunruhigt", dachte nur da ich die Nullpunktinfo quasi eh 
zur Verfügung hätte könnte ich das Ganze so etwas optimieren.

2 der Motoren ziehen jeweils 0,15A laut Typenschild, der dritte wird 
sicher mehr ziehen aber sicherlich auch nicht mehr als 1A von dem her 
bin ich mit den auf 8A ausgelegten Relais schon auf der sicheren Seite 
denke ich.

Von den 2 Motoren weiß ich dass die Endschalter ebenfalls aus Relais 
bestehen die auf 8A ausgelegt sind und die halten mal schon seit ca. 16 
Jahren. (Ob dort in Richtung Snubber was vorhanden ist weiß ich jetzt 
nicht, so genau habe ich mir das nicht angesehen und die sind inzwischen 
wieder fix eingebaut)

von GeGe (Gast)


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Es kommt noch ein wesentlicher Punkt dazu, welcher das Schalten zum 
Nullpunkt hinderlich ist:
Die Relais prellen besonders beim Einschalten oft über einige ms.
Jedesmal unterschiedlich lang und unterschiedlich oft, und über die 
Jahre wirds meist auch schlechter.

von Stefan L. (avlbger)


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Stimmt, dabei merke ich grad dass ich einem Irrtum unterlag weil ich im 
Datenblatt etwas von "no bounce" gelesen habe. Ich dachte so wie bei 
hardwaremäßig entprellten Schaltern gibt es das evtl. auch bei Relais 
und da dort "no bounce" steht sind das wohl solche.

Operate (at nominal voltage) Max. 10ms (no bounce)
Release (at nominal voltage) Max. 5ms (no diode, no bounce)

Wenn ich jetzt so drüber nachdenke heißt das vermutlich eher dass nach 
10ms der Schaltvorgang abgeschlossen ist und ab jetzt nichts mehr 
bounced und nicht dass der Schaltvorgang bouncefrei abläuft...

von Lurchi (Gast)


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Das Schalten im Nulldurchgang kann man sich vermutlich sparen, das ist 
vermutlich mehr eine Spielerei bei der kleinen Leistung.
Im Prinzip wäre es richtig etwa im Nulldurchgang der Spannung, oder 
etwas früher einzuschalten und etwa beim Nulldurchgang des Stromes 
auszuschalten.

Die Zeiten die das Relais braucht dürften schon einigermaßen 
reproduzierbar sein. Die Frage ist aber wie die Zeit tatsächlich ist. 
Die Phasenverschiebung beim Motor könnte man ggf. vom Typenschild 
bekommen - so ganz groß sollte die normal nicht sein, denn der Motor ist 
keine rein induktive Last, sondern hat schon noch Wirkleistung.

von Simpel (Gast)


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Bei 50Hz hast du in jedem Quadranten gerade mal 5ms zwischen 0 und Peak 
und  ausgerechnet um den 0-Punkt, den du treffen willst, das grösste 
dU/dt.
Also vergiss die Klimmzüge mit dem Nulldurchgang und steuere dein Relais 
konventionell an.

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