Magnetventil an Wechselspannung / Gleichspannung

[Andreas H. (Gast)]

Hallo,

von einem Kunden kommt folgende Frage:
Er möchte ein großes Magnetventil mit einer 150Hz-230V-Wechselspannung 
betreiben (Richtig: 150 Hz). Zur Leistungsbegrenzung ist außerdem eine 
Gleichrichterdiode vorgeschaltet, so dass nur eine Halbwelle genutzt 
wird.
Für die Auslegung möchte der Kunde jetzt wissen, wie warm das 
Magnetventil wird, wenn es lange Zeit mit 230V/150Hz und der Diode 
betrieben wird.

Leider habe ich keine geeignete Ansteuerung, mit der ich das 
Magnetventil längere Zeit testweise betreiben und die Erwärmung messen 
kann. Für eine Leistungsmessung kann ich es aber kurz so ansteuern. Ich 
messe dabei 133 VA Scheinleistung und 6 W Wirkleistung (d. h. die 
Blindleistung ist sehr hoch, der Leistungsfaktor sehr klein).
Wegen der Diode sind die Messgrößen nicht sinusförmig, das könnte mir 
für mein Vorhaben Schwierigkeiten bereiten.


Kann ich die Erwärmungsmessung mit einer Gleichspannung simulieren, wenn 
ich an einem Labornetzteil eine Leistung von 6 W einstelle und daran die 
Magnetspule anschließe?
Dann könnte ich aus Spannung und Strom auch den Spulenwiderstand und 
damit die Spulentemperatur berechnen.

Beim Wechselspannungsbetrieb würde die Widerstandszunahme durch die 
Erwärmung wegen des sehr viel größeren induktiven Anteils wahrscheinlich 
nicht ins Gewicht fallen.

Ist das so machbar oder habe ich einen Denkfehler???

[Franko P. (sgssn)]

Hallo
was ist das für ein Magnetventil, bzw für welche Ansteuerung ist das 
gedacht? 115VAC oder 230 VAC?

Gruß
Gerhard

[Falk B. (falk)]

Andreas H. schrieb:
> von einem Kunden kommt folgende Frage:
> Er möchte ein großes Magnetventil mit einer 150Hz-230V-Wechselspannung
> betreiben (Richtig: 150 Hz). Zur Leistungsbegrenzung ist außerdem eine
> Gleichrichterdiode vorgeschaltet, so dass nur eine Halbwelle genutzt
> wird.

Und das funktioniert? Wechselspannungsrelais bzw. Magnetventile für AC 
haben einen Spaltpol. Der magnetische Nebenschluß hat eine 
Kurschlußwindung. Dessen phasenverschobenes Magnetfeld hält das Relais 
in den Spannungsnulldurchgängen.

Mit Halbwellengleichrichtung funktioniert sowas eher schlecht bis gar 
nicht.

> Für die Auslegung möchte der Kunde jetzt wissen, wie warm das
> Magnetventil wird, wenn es lange Zeit mit 230V/150Hz und der Diode
> betrieben wird.

Kann er es nicht selber messen?

> Leider habe ich keine geeignete Ansteuerung, mit der ich das
> Magnetventil längere Zeit testweise betreiben und die Erwärmung messen
> kann.

Wieso? Nimm 50Hz, das ist thermisch vergleichbar.

> Für eine Leistungsmessung kann ich es aber kurz so ansteuern. Ich
> messe dabei 133 VA Scheinleistung und 6 W Wirkleistung (d. h. die
> Blindleistung ist sehr hoch, der Leistungsfaktor sehr klein).

Du mißt vermutlich Fahrkarten.

> Wegen der Diode sind die Messgrößen nicht sinusförmig, das könnte mir
> für mein Vorhaben Schwierigkeiten bereiten.

Eben. Da muss man schon mit dem Oszi messen, im Idealfall auch mit einer 
Stromzange.

> Kann ich die Erwärmungsmessung mit einer Gleichspannung simulieren, wenn
> ich an einem Labornetzteil eine Leistung von 6 W einstelle und daran die
> Magnetspule anschließe?

Nur dann, wenn die 6W WIRKLICH die Wirkleistung sind. Sind sie aber eher 
nicht.

> Dann könnte ich aus Spannung und Strom auch den Spulenwiderstand und
> damit die Spulentemperatur berechnen.

So in etwa.

> Beim Wechselspannungsbetrieb würde die Widerstandszunahme durch die
> Erwärmung wegen des sehr viel größeren induktiven Anteils wahrscheinlich
> nicht ins Gewicht fallen.

Stimmt.

[H. H. (Gast)]

Wieviel Wirkleistung nimmt das Ventil bei Nennbetrieb auf?

[Andreas H. (Gast)]

Hallo,
danke für die bisherigen Antworten.

Falk B. schrieb:
> Und das funktioniert? Wechselspannungsrelais bzw. Magnetventile für AC
> haben einen Spaltpol. Der magnetische Nebenschluß hat eine
> Kurschlußwindung. Dessen phasenverschobenes Magnetfeld hält das Relais
> in den Spannungsnulldurchgängen.
>
> Mit Halbwellengleichrichtung funktioniert sowas eher schlecht bis gar
> nicht.
Ja, das funktioniert. Für dieses Ventil ist das "Brummen" des Ankers 
sogar vorgesehen.

Falk B. schrieb:
> Wieso? Nimm 50Hz, das ist thermisch vergleichbar.
Nein. Dann habe ich den 3fachen Strom gegenüber 50 Hz weil der induktive 
Blindwiderstand dann 1/3 kleiner ist.

Falk B. schrieb:
>> Kann ich die Erwärmungsmessung mit einer Gleichspannung simulieren, wenn
>> ich an einem Labornetzteil eine Leistung von 6 W einstelle und daran die
>> Magnetspule anschließe?
Die 6W sind mit einem Leistungsmessgerät gemessen (Zimmer LMG670). Dem 
traue ich bei der ganzen Sache noch am meisten.

H. H. schrieb:
> Wieviel Wirkleistung nimmt das Ventil bei Nennbetrieb auf?

H. H. schrieb:
> Wieviel Wirkleistung nimmt das Ventil bei Nennbetrieb auf?
Die oben schon genannten 6 W.

Falk B. schrieb:
> Kann er es nicht selber messen?
Das war auch meine erste Frage. Kann er leider nicht.

[Andrew T. (marsufant)]

Andreas H. schrieb:
> Leider habe ich keine geeignete Ansteuerung, mit der ich das
> Magnetventil längere Zeit testweise betreiben und die Erwärmung messen
> kann. Für eine Leistungsmessung kann ich es aber kurz so ansteuern.

Falls Du die Ansteuerung von kurz auf "ausreichend lang bis es erwärmt 
ist" verlängern kannst:

Die Erwärmung kannst Du per Ohmmeter über die Widerstandsänderung der 
Magnetspule berechnen. Sehr wahrscheinlich ist es ein Kupferdraht, und 
dafür gilt:

https://www.redcrab-software.com/de/Rechner/Elektro/Widerstand-Temperatur-Drift

Kupfer ist weiter unten angeben.

Sofern Du kein 150Hz Netzgerät hast: Ein Funktionsgenerator, der eine 
NF-Verstärker ansteuert, und am Ausgang des Verstärkers ein 
Transformator für die gewünschte Übersetzung. Feineinstelleung der 230V 
dann über den "Lautstärkeregler".
ist die schnelle Lösung wenn man mal (so wie 400Hz 115V) benötigt.
Bei Deiner Anwendung einfach mal einen 80..150W Verstärker nutzen, der 
dürfte genug Reserven haben.

[H. H. (Gast)]

Andreas H. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Wieviel Wirkleistung nimmt das Ventil bei Nennbetrieb auf?
> Die oben schon genannten 6 W.

Ich hab das oben so verstanden, als ob du das Ventil mit der 
pulsierenden Gleichspannung gemessen hättest.

[J. T. (chaoskind)]

Andreas H. schrieb:
> Nein. Dann habe ich den 3fachen Strom gegenüber 50 Hz weil der induktive
> Blindwiderstand dann 1/3 kleiner ist.

Bei 150 Hz ist der induktive Blindwiderstand dreimal so groß wie bei 50 
Hz. Der Strom also ein Drittel. Wenn's langsamer schwingt, hat der Strom 
doch mehr Zeit, abzusteigen.

Noch ein bisschen mehr klukscheisserei:

Wenn wäre der Widerstand dann ein Drittel des anderen Widerstandes, 
nicht ein Drittel kleiner ;-)

[Andrew T. (marsufant)]

J. T. schrieb:
> Wenn's langsamer schwingt, hat der Strom
> doch mehr Zeit, abzusteigen.


..ANzusteigen...  .-)

Der Rest ist korrekt.

[J. T. (chaoskind)]

Andrew T. schrieb:
> ..ANzusteigen...  .-)
> Der Rest ist korrekt

Ja recht haste. Da hatte dann die Autokorrektur zugeschlagen.

Wäre auch ne komische Formulierung. Wenn der Strom weniger wird, würde 
ich es eher "kleiner werdend" o.ä. nennen. Bei absteigen denk ich eher 
an Fussball(auch Wenn's nich wirklich meine Welt ist)