Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Elko-Formierer


von Ingo L. (corrtexx)


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Hallo,

da ich immer öfters vor dem Problem stehe, alte 
Zwischenkreiskondensatoren von Umrichtern formieren zu müssen, habe ich 
mir folgendes "Gerät" überlegt:

Das Gerät wird über einen 25VA/12V Trafo versorgt und fährt mittels 
Step-up sehr langsam (einstellbar) die Spannung (einstellbar) "hoch". 
Bei erreichen der eingestellten Spannung (max 600V) wird der 
Entladevorgang eingeleitet, bei dem die Elkos über einen Widerstand 
entladen werden und dann von vorne bis die eingestellten Zyklen erreicht 
sind.

Als Step-up regler wollte ich den MC34063 verwenden. Spricht das was 
gegen? Es wird ja keine großer Strom benötigt...
Zum Entladen dann einfach einen Widerstand über MOSFET schalten.
Jemand ne bessere Idee?

: Verschoben durch User
von Andreas B. (bitverdreher)


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Wozu dieser Aufwand? Einen hochohmigen Widerstand zum Laden in Reihe 
schalten und gut ist.
Daß man dazu mehrere Zyklen bräuchte ist mir neu.

Gruß
Andreas

von Ingo L. (corrtexx)


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Andreas B. schrieb:
> Einen hochohmigen Widerstand zum Laden in Reihe
> schalten und gut ist.
Ich möchte den Materialaufwand gering halten, da unsere 
Hochvoltnetzteile immer gleich 20kW haben und dementsprechende Trümmer 
sind.

von Tcf K. (tcfkao)


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Kleinen Trafo nehmen, der sekundär 230V hat. Daraus mit 
Spannungsverdopplung die gewünschten >600V machen. Dürfte einfacher sein 
als mit Stepup-Wandler, denn dafür wirst Du Dir auch noch einen 
Wandlertrafo wickeln müssen.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Es ist völliger Unsinn, mehrere Zyklen fahren zu wollen. Wenn lange Zeit 
ungeladene Elkos wieder verwendet werden sollen, müssen Defekte in der 
Isolierschicht ausgeheilt werden können. Das Kriterium schlechthin ist 
der Leckstrom, welcher im Laufe der Zeit (Sekunden bis einige) Stunden 
um etliche Größenordnungen zurückgeht. Ich habe bei einem 
10.000uF/16V-Elko nachgewiesen, dass er nach anfänglichen zig 
Mikroampere auf wenige Nanoampere sank.

Für Deine Versuche solltest die Elkos einfach über z.B. 100kOhm bei 
Nennspannungen (konstant 600V) laden, so dass bei leerem Elko anfangs 
6mA fließen. Vermutlich wird die Spannung sehr viel langsamer ansteigen 
als durch die rechnerische Kapazität gegeben. Eventuell wird es auch 
mehrere Plateus geben, an denen sie lange Zeit stehen bleibt.

Du solltest aber auch beachten, dass das Spannungsmessgerät nicht 
dauerhaft parallelgeschaltet ist, da es einen Spannungsteiler mit dem 
Ladewiderstand bildet.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Ein interessantes pdf zu diesem Thema:
http://www.tadiranbatteries.de/pdf/anwendungen/reststromverhalten-moderner-elektrolytkondensatoren.pdf
Das hatte ich mal vor einiger Zeit gefunden.

Gruß
Andreas

von Ingo L. (corrtexx)


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Ja ok, mit dem Vorwiderstand und fester Spannung macht auch Sinn, 
einverstanden. Ich denke mit nem Ralais wäre am einfachsten. Dieses kann 
dann zwischen Auf- und Entladen umschalten. Entladen deshalb, damit man 
den C danach sicher benutzen kann...

von Harald W. (wilhelms)


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Andreas S. schrieb:

> Für Deine Versuche solltest die Elkos einfach über z.B. 100kOhm bei
> Nennspannungen (konstant 600V) laden,

Wenn man Zeit genug hat, würde ich durchaus noch etwas hochohmiger
(1 MOhm) rangehen. Den 100 kOhm kann man anschliessend per Hand zum
Entladen ranhalten.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Harald W. schrieb:

> Den 100 kOhm kann man anschliessend per Hand zum
> Entladen ranhalten.

bei 600V?
Lieber nicht.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Harald W. schrieb:
> Den 100 kOhm kann man anschliessend per Hand zum Entladen ranhalten.

Ähh? Bei 600V per Hand an einen fetten Elko? Wenn man da abrutscht, 
knallt es ordentlich. Und die Energiemenge, die schon in einem mäßig 
großen Elko bei dieser Spannung enthalten ist, kann auch schnell die 
letzte Zuckung auslösen.

von Harald W. (wilhelms)


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Andreas S. schrieb:

>> Den 100 kOhm kann man anschliessend per Hand zum Entladen ranhalten.

> Ähh? Bei 600V per Hand an einen fetten Elko? Wenn man da abrutscht,
> knallt es ordentlich. Und die Energiemenge, die schon in einem mäßig
> großen Elko bei dieser Spannung enthalten ist, kann auch schnell die
> letzte Zuckung auslösen.

Nun, in eine Bedienungsanleitung würde ich das nicht reinschreiben.
Wie ich selbst die Entladung mache, ist sozusagen meine Sache.
Ich würde den Widerstand vermutlich mit einer isolierten Spitzzange
ranhalten. Mit Sicherheit würde ich mir dafür kein eigenes Gerät
bauen. Vielleicht hätte ich hinter obigen Satz einen Smily setzen
sollen.

von Tom (Gast)


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Andreas S. schrieb:
> Ähh? Bei 600V per Hand an einen fetten Elko

Natürlich nicht je einen Anschlussdraht zwischen Daumen und Zeigefinger 
nehmen und beidhändig dranhalten. Mit hochwertigen Krokokabeln, 
ordentlichem Aufbau und einhändigem Arbeiten würde ich das privat wagen.

Alternativ die 100k vor dem Vorwiderstand gegen Masse schalten und dem 
Vorwiderstand eine Paralleldiode (Anode zum Elko) spendieren. Das 
verbrät ein paar W, dafür muss man keine hohen Gleichspannungen 
schalten.

von Tcf K. (tcfkao)


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Was spricht gegen eine automatische Entladung? Da die Formierung je nach 
Zustand des Elkos unterschiedlich lange dauern kann ist eine 
Spannungsüberwachung und automatische Entladung doch sinnvoll, zumal der 
TO das öfters braucht. Ist mit ein paar Bauteilen diskret aufzubauen, 
und eine Anzeige dass der Zyklus durch ist wäre auch ganz praktisch.

von Peter R. (pnu)


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Das Entladen mit Spitzzange ist ein guter Weg, die Elkos endgültig zu 
killen. Schließlich vertragen die auch nur einen maximalen Entladestrom, 
nicht nur eine maximale Spannung, wenn sie nicht gerade "schaltfest" 
sind.

Sinnvoll wäre da, mit Umschalter oder ein Relais, erst einmal den 
Kondensator zu formieren und anschlueßend zu entladen. Aber durch R in 
einem Fall strombegrenzt auf mA, im andren Fall mindestens auf A 
begrenzt.

von asdf (Gast)


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Peter R. schrieb:
> Das Entladen mit Spitzzange ist ein guter Weg, die Elkos endgültig zu
> killen. Schließlich vertragen die auch nur einen maximalen Entladestrom,
> nicht nur eine maximale Spannung, wenn sie nicht gerade "schaltfest"
> sind.

Du hast wohl das Wort "Widerstand" nicht verstanden?

Harald W. schrieb:
> Ich würde den Widerstand vermutlich mit einer isolierten Spitzzange
> ranhalten.

von Harald W. (wilhelms)


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asdf schrieb:

> Du hast wohl das Wort "Widerstand" nicht verstanden?

Vielleicht kennt er nur Wiederstände? :-)

von Harald W. (wilhelms)


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Tcf K. schrieb:

> Was spricht gegen eine automatische Entladung? Da die Formierung je nach
> Zustand des Elkos unterschiedlich lange dauern kann ist eine
> Spannungsüberwachung und automatische Entladung doch sinnvoll, zumal der
> TO das öfters braucht. Ist mit ein paar Bauteilen diskret aufzubauen,
> und eine Anzeige dass der Zyklus durch ist wäre auch ganz praktisch.

Naja, wenn man solche Formierungen täglich macht, könnte das
sinnvoll sein. Aber wer macht sowas schon täglich?

von Ingo Less (Gast)


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Ja, soweit is die Sache ja gut, aber wie stellt man es denn an, mit 
einem 1M Ladewiderstand noch ein Spannungsmessung parallel zu schalten 
ohne damit die Ladung zu gefährden bzw. verfälschen? Denn bei 600V und 
sagen wir mal 1M Ladewiderstand und 1M Spannungsteiler für die Messung 
bleiben am C nur noch die Hälfte der 600V.

von Peter D. (peda)


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Sind die heutigen Elkos wirklich so schlecht, daß man sie ständig 
formieren muß?

Ich mußte nur einmal bei einem Röhrenradio die Elkos formieren. Das war 
ein Dachbodenfund und die Elkos waren von 1955. Ich hab einfach 2 
Steckdosen in Reihe geschaltet, in die eine das Radio und in die andere 
ne 40W Schreibtischlampe.

von Tcf K. (tcfkao)


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In dem man mit 10M misst, wie ein DVM. Was für Kondensatoren sollen denn 
formiert werden? Mit 1M kann das dauern...

von Ingo Less (Gast)


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Naja, einem 50kW der z.B. Mehrere Jahre stand, würde ich ungern so ins 
Rennen lassen. Daher eher profilaktisch die Elkos formieren. Das sind 
sicherlich so an die 100mF gesamt. Aber: es kommt nicht darauf an, ob es 
ne Stunde oder ne Woche dauert...

von Ingo Less (Gast)


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50kW Umrichter

von Tcf K. (tcfkao)


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Na ja... 100mF über 1M zu laden dauert ohne Leckstrom
T = 5 x 1000000 x 0,1 = 500000s =  5,8 Tage.
Mit Leckstrom länger... ;)

Gespeicherte Energie in den Kondensatoren: 18.000 Joule... soviel wie 
die Mündungsenergie einer Maschinengewehrkugel.

von Max D. (max_d)


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Kleiner Netztrenntrafo, Spannungsverdoppler, Hochohmiges Voltmeter, 
fertig.
Wenn man den Kondensator in dem Doppler richtig designed, dann begrenzt 
der sogar ganz von selbst den Ladestrom am Anfang. Die theoretische 
Schlussspannung von 650V ist auch nahe genug, an den genannten 600V, 
dass man einfach darauf formieren kann (die Elkos sind eh für einige 
Prozent Überspannung ausgelegt, Reserve sozusagen).
Ganz mutige (oder dumme ?) Menschen hängen das ohne Trenner direkt ans 
Netz (bei 600 V fasst man normal eh nich an den Cap).

von Günter K. (Firma: Lurch Hobby Tec) (murkel)


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Hallo,
das Thema hatten wir vor etwa 2 Jahren schon mal intensiv beackert,da
das Problem im Raum stand 10 Jahre eingelagerte Kondensatorbatterien in
Betrieb zu nehmen. Lt. den Datenblättern der Kondensatoren wäre das 
schon grenzwertig, die Kennlinien endeten nach 6 Jahren. ( EPCOS )
Also den Kontakt mit LT und Würth aufgenommen, entsprechende Samples 
bestellt für den Test einer definierten Formierung.
Es gab sogar schon Eagle Files und ein passendes Layout. Leider ist beim 
ersten Test die Platine der FET-Treiber abgebrannt.
Um es kurz zu machen, die Masterdrive Generation hat eine Betriebsart 
zur Formierung der Kondensatoren im Zwischenkreis und es hat trotz allen 
Zweifeln in allen Geräten ohne Probleme funktioniert.
Auf Grund der Datenlage hatten wir das nicht erwartet.
Neue Kondensatoren in dieser Leistungsklasse sind ersten schwer zu 
bekommen
und die liegen dann auch schon ewig rum.
Der Preis von den noch verfügbaren Teilen haut einen auch um.
Kapazitätsmessungen mit Multimetern gehen auch nicht wirklich, bei 6000 
µF und einer Anzahl von 12 Stück ebenso problematisch.
Der Leckstrom von den Kondensatoren kann schon mal recht hoch sein, aber 
noch im mA Bereich, daher bei ca. 600V mit dem MC schon schwierig zu 
machen.
ich habe die Entwicklungsdaten noch, für den Fall das es interessant 
ist.
Der Plan war damals jeden Kondensator bzw. eine Gruppen an einem Gerät, 
mit den entsprechenden Sicherheitsvorkehrungen zu laden und eine gut 
/schlecht Prüfung ( Leckstrom ) zu machen.
War schon alles geplant, inklusive Ladebox, Not-Aus etc.

Gruß
MURKEL

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Peter D. schrieb:
> Sind die heutigen Elkos wirklich so schlecht, daß man sie ständig
> formieren muß?

Ganz im Gegenteil; die heutigen Elkos besitzen halogenfreie Elektrolyte, 
wohingegen es früher zu Korrosion der Elektroden oder des Gehäuses kam. 
Es geht hier ja auch nicht darum, nagelneue Elkos zu formieren, sondern 
schon deutlich ältere, die zwischenzeitlich auch lange Zeit nicht 
verwendet wurden.

von Harald W. (wilhelms)


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Peter D. schrieb:

> Ich hab einfach 2 Steckdosen in Reihe geschaltet,

...um so 460V zu bekommen?
SCNR :-)

von Harald W. (wilhelms)


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Tcf K. schrieb:

> In dem man mit 10M misst, wie ein DVM.

Ja, die 10% Fehler spielenda normalerweise keine Rolle.

> Was für Kondensatoren sollen denn formiert werden?
> Mit 1M kann das dauern...

Ich gehe davon aus, das man sowas nicht tagtäglich macht.
Falls nach einer halben Stunde die Spannung nicht hochkommt,
könnte man den Widerstand gegen 100kOhm tauschen. Bislang
habe ich nur Niederspannungselkos formiert. Mit fliegendem
Aufbau am Labornetzteil. Da kann man während anderer Arbeiten
ja mal ab und zu einen kurzen Blick aufs Multimeter werfen.

von Harald W. (wilhelms)


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Tcf K. schrieb:

> Na ja... 100mF über 1M zu laden dauert ohne Leckstrom
> T = 5 x 1000000 x 0,1 = 500000s =  5,8 Tage.
> Mit Leckstrom länger... ;)

Naja, 100mF bei 600V sind schon recht ungewöhnlich.
Bei meinen 1MOhm war ich eher von einigen 100 µF
oder noch weniger ausgegangen. Da erschienen mir
6mA etwas viel.

von michael_ (Gast)


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Andreas S. schrieb:
> Es ist völliger Unsinn, mehrere Zyklen fahren zu wollen. Wenn lange Zeit
> ungeladene Elkos wieder verwendet werden sollen, müssen Defekte in der
> Isolierschicht ausgeheilt werden können.

Ich mußte mich da auch belehren lassen, was da so in Röhren-Foren 
abgeht.
Auch hier wurde das mal diskutiert.
Ich bin auch für die wenig-Strom langsam Methode.

von Rainer V. (Gast)


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Frage am Rand: muß immer auf die Nennspannung formatiert werden? Also 
Elko mit 400V auf 400V?  Oder kann man auch mit weniger...
Danke

von joergk (Gast)


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Also wir machen das bei lange eingelagerten Umrichtern der >500kW-Klasse 
so, wie das z.B. Siemens früher vorgegeben hat: An die Motoranschlüsse 
jeweils eine 60W-Glühlampeund das andere Ende der Glühlampe ans 
Drehstromnetz. Erst leuchten die Glühlampen, dann werden sie dunkler und 
dann ist gut.

Hat immer (und das ist nicht selten) funktioniert.

Die Freilaufdioden der Endstufe bilden einen B6-Gleichrichter und der 
Bauteilaufwand ist wirklich minimal (3 Kabellampen findet man meist auf 
der Baustelle).

Und für die Bedenkenträger: Alle diese Umrichter laufen noch immer...

Jörg

von oszi40 (Gast)


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joergk schrieb:
> Umrichtern der >500kW-Klasse

Die 60W-Birne gegen Kurzschluss ist nützlich. Allerdings habe ich 
Zweifel, daß alle, die das hier lesen solche GROßEN Elkos haben.

Bei uns hat sich bei kleineren Elkos LANGSAMES hochfahren der Spannung 
mit dem Stelltrafo (+Gleichrichter) besser bewährt aus blitzartiges 
einschalten mit Vorwiderstand und Peng. 
http://www.statron.de/details/194

Ingo L. schrieb:
> Zum Entladen dann einfach einen Widerstand über MOSFET schalten.
> Jemand ne bessere Idee?

Kann man machen. Chemische Prozesse brauchen Zeit. Ich würde sie aber 
lieber 10 Minuten stehen lassen und dann Spannung messen um auf den 
Reststrom zu schließen (sofern der Arbeitsschutz es zulässt).

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