Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Relais Induktivität


von Jan (Gast)


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Hallo zusammen,

wenn ich ein Relais abschalte, muss ja der Spulenstrom irgendwo hin. Ich 
wollte jetzt mal berechnen, wieviel Energie da überhaupt gespeichert ist 
und habe mit einem LCR Meter L messen wollen. Allerdings wird mir da 
sowas wie 150 mH angezeigt, was mir irgendwie völlig unsinnig erscheint?

Muss ich noch andere Parameter berücksichtigen? Irgendwo habe ich mal 
was von Güte gelesen, so dass mH nicht gleich mH sind?

von MaWin (Gast)


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Jan schrieb:
> Allerdings wird mir da sowas wie 150 mH angezeigt, was mir irgendwie
> völlig unsinnig erscheint?

Kann sein. Je nach dem ob die Spule anzieht oder nicht ist die 
Induktivität grob unterschiedlich (Luftspalt).

> Irgendwo habe ich mal
> was von Güte gelesen, so dass mH nicht gleich mH sind?

Unsinn. Bei der Güte geht es darum, wie weit die Spannung im 
Abschaltmoment steigt, auf das 20 oder 100-fache, weil die Energie aus 
dem Magnetfeld in die awicklungskapazität umgeladen wird.

von Andrew T. (marsufant)


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Jan schrieb:
> wenn ich ein Relais abschalte, muss ja der Spulenstrom irgendwo hin. Ich
> wollte jetzt mal berechnen, wieviel Energie da überhaupt gespeichert ist
> und habe mit einem LCR Meter L messen wollen. Allerdings wird mir da
> sowas wie 150 mH angezeigt, was mir irgendwie völlig unsinnig erscheint?

Nö,

und Du wirst feststellen wenn der Anker angezogen ist am Relais 
verändert sich die Induktivität drastisch.

Messung der Eenrgie ist praxisrelavanter.


> Muss ich noch andere Parameter berücksichtigen?

den Spulenwiderstand.

> Irgendwo habe ich mal
> was von Güte gelesen,

das gehört auch "irgendwo anders"  hin.


> so dass mH nicht gleich mH sind?

ein mH ist ein mH ist ein mH...

von Jan (Gast)


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Und wie komme ich jetzt hier weiter?

Spule: 25 Ohm
Spannung: 5V
Strom: 200mA
L: 150mH

Gesucht: Wieviel Energie muss ich im Abschaltmoment speichern?

von Keiler (Gast)


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1 Joule = 1 Wattsekunde. 1 Watt für 1 Sekunde. P in W = U * I. U = R * 
I.

von Keiler (Gast)


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Achja, die Formel für L habe ich vergessen, die rückt google aber sicher 
auch noch raus ;)

von Jan (Gast)


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Ich kann mir nicht vorstellen, dass das so viel ist. Da brauche ich ja 
500uF, um den Spannungsanstieg auf 1V zu begrenzen, wenn man von 5V 
Versorgungsspannung ausgeht...

von Theo B. (Gast)


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Andrew T. schrieb:
> ein mH ist ein mH ist ein mH...

Je nach Kernmaterial allerdings Frequenzabhängig. Und die Messfrequenz 
entspricht nicht unbedingt der Betriebsfrequenz.

von Theo B. (Gast)


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Jan schrieb:
> Ich kann mir nicht vorstellen, dass das so viel ist. Da brauche ich ja
> 500uF, um den Spannungsanstieg auf 1V zu begrenzen, wenn man von 5V
> Versorgungsspannung ausgeht...

Warum willst du den Spannungsanstieg mit einem Kondensator begrenzen? Da 
bietet sich z.B. eine (Freilauf-)Diode an.

von MaWin (Gast)


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Jan schrieb:
> Ich kann mir nicht vorstellen, dass das so viel ist. Da brauche ich ja
> 500uF, um den Spannungsanstieg auf 1V zu begrenzen, wenn man von 5V
> Versorgungsspannung ausgeht.

Ja nun, der Elko wäre ähnlich gross wie die Relaisspule, warum soll das 
nicht passen ?

von Irgend W. (Firma: egal) (irgendwer)


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Jan schrieb:
> Gesucht: Wieviel Energie muss ich im Abschaltmoment speichern?

Jan schrieb:
> Ich kann mir nicht vorstellen, dass das so viel ist. Da brauche ich ja
> 500uF, um den Spannungsanstieg auf 1V zu begrenzen, wenn man von 5V
> Versorgungsspannung ausgeht...

Du willst wirklich die Energie speicher? Spulen-Energie harvesting wäre 
wirklich mal was neues.

Solte wohl eher so sein:
"Gesucht: Wieviel Energie muss ich im Abschaltmoment vernichten?"

Begrenzen tut man sowas in der Regel mit einer (Freilauf)Diode:
- https://de.wikipedia.org/wiki/Schutzdiode

von Jan (Gast)


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Freilaufdiode geht aber nicht bei bistabilen Relais mit nur einer Spule, 
d.h. mit nur zwei Pins, bei denen man die Stromrichtung umpolen muss.

von Christoph K. (christoph_k314)


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Antiparallele z-dioden + dioden in Serie mit durchlasspannung ein paar 
Volt über der Versorgung.

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Je nach dem, wie viel Spannung die ansteuernden Transistoren vertragen 
genügt oft auch ein simpler Widerstand parallel zur Spule.

Mangels Know-How würde ich den passenden Wert experimentell ermitteln.

von Günter Lenz (Gast)


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von Jan schrieb:
>Freilaufdiode geht aber nicht bei bistabilen Relais mit nur einer Spule,

Die Transistoren die die Polaritätsumschaltung machen,
bekommen in diesem Fall antiparallel geschaltete Dioden
an Emitter-Kollektor, damit sie nicht in den Inversbetrieb
kommen. Über diesen Dioden entläd sich dann die in der Spule
gespeicherten Energie.

von Carlo (Gast)


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... könnte man sicherlich mit LTspice berechnen ?!

1. Modellansatz :-)
https://hackaday.io/project/110288-click-clack-clock/log/138116-simulating-relays

und falls es mehr Schalter werden sollten ...
hier aber noch ohne Spule :-)
https://wiki.funkfreun.de/wissen/ltspice/relay/start

von Wolfgang (Gast)


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Jan schrieb:
> L: 150mH
>
> Gesucht: Wieviel Energie muss ich im Abschaltmoment speichern?

Das ist dann hoffentlich die Induktivität vorm Abschalten, d.h. bei 
angezogenem Anker?

von Jan (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Jan schrieb:
>> L: 150mH
>>
>> Gesucht: Wieviel Energie muss ich im Abschaltmoment speichern?
>
> Das ist dann hoffentlich die Induktivität vorm Abschalten, d.h. bei
> angezogenem Anker?

Das ist das, was mir das LCR Meter U1733C bei f=120 Hz angezeigt hat. 
Ich bin mit dem Teil aber noch nie richtig warm geworden.....

von MaWin (Gast)


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Jan schrieb:
> Freilaufdiode geht aber nicht bei bistabilen Relais mit nur einer
> Spule, d.h. mit nur zwei Pins, bei denen man die Stromrichtung umpolen
> muss.

Doch, schon, man bringt sie halt intelligent an,  siehe L293D.

von Amil A. (amilaris)


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>so dass mH nicht gleich mH sind?

Und Nachts ist es kälter als draussen oder?

von Rainer V. (a_zip)


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Amil A. schrieb:
> Und Nachts ist es kälter als draussen oder?

nee, als bergauf...

von Amil A. (amilaris)


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Rainer V. schrieb:
> Amil A. schrieb:
>> Und Nachts ist es kälter als draussen oder?
>
> nee, als bergauf...

Wollte Mal was anderes verwenden

von Andrew T. (marsufant)


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Jan schrieb:
> Das ist das, was mir das LCR Meter U1733C bei f=120 Hz angezeigt hat.
> Ich bin mit dem Teil aber noch nie richtig warm geworden.....

Das paßt schon.

In der Praxis, d,h, wenn der Anker des Relais angezogen hat, sinkt die 
Induktivität auf einen Bruchteil davon. Ich habe da mal vor Jahren 
Messugne gemacht, müßte ich mal wieder raussuchen.


Die Empfehlung der Freilausdioden wurde ja schon gegeben.
Ebenso der Parallelwiderstand (bei Deiner Anwendung empfehle ich 150 bis 
220 Ohm 0.5  Watt) macht es noch einfacher, denn dann benötigst Du nur 
ein Bauteil. Und mußt dich nicht mehr um Polung kümmern,

Den Widerstand dicht an der Spule verbauen (= kurze Zuleitungen wählen).

von Anja (Gast)


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Jan schrieb:
> Freilaufdiode geht aber nicht bei bistabilen Relais mit nur einer Spule,
> d.h. mit nur zwei Pins, bei denen man die Stromrichtung umpolen muss.
Hallo,

bei einem bistabilen Relais habe ich noch nie eine Freilaufdiode 
benutzt.
Vorausgesetzt man muß nicht alle 100ms schalten.

Anbei eine Simulation mit einem AVR-Ausgang "hochstrom = 40 mA" die 30 
Ohm sind in etwa der Innenwiderstand des AVR.
Der Elko ist so dimensioniert daß auf jeden Fall die 5ms Schaltzeit des 
Relais überbrückt werden.
Man sieht daß am Prozessorpin (Vuc) keinerlei Überspannung auftritt.

Gruß Anja

von HildeK (Gast)


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Anja schrieb:
> Anbei eine Simulation mit einem AVR-Ausgang

Vielleicht nennst du, der Vollständigkeit halber, noch den ohmschen 
Spulenwiderstand in deiner Simulation?

von Anja (Gast)


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TQ2 hat 178 Ohm in der 5V-Version laut Datenblatt

Gruß Anja

von Bauform B. (bauformb)


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Andrew T. schrieb:
> In der Praxis, d,h, wenn der Anker des Relais angezogen hat, sinkt die
> Induktivität auf einen Bruchteil davon.

Umgekehrt, oder? Angezogen wird der Luftspalt im Eisenkreis doch 
kleiner?

von HildeK (Gast)


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Danke. Ja, dann kann man direkt mit einem AVR-Ausgang schalten, der 
Spitzenstrom ist unter 25mA.
Der TO redete von 200mA und 25Ω an seinem Relais. Das Prinzip bleibt 
jedoch.

Der Vorteil der Kondensatorlösung ist u.a. tatsächlich der, dass keine 
Freilaufdioden notwendig sind, denn die Überspannung an Spulen tritt nur 
auf, wenn der Strom schnell abgeschaltet wird. Hier ist es aber der 
Lade- bzw. Entladestrom des Kondensators und der ist naturgemäß 
gemütlich im Verlauf und somit auch der Strom durch die Spule ...

von Andrew T. (marsufant)


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Anja schrieb:
> bei einem bistabilen Relais habe ich noch nie eine Freilaufdiode
> benutzt.
> Vorausgesetzt man muß nicht alle 100ms schalten.

HildeK schrieb:
> Hier ist es aber der
> Lade- bzw. Entladestrom des Kondensators und der ist naturgemäß
> gemütlich im Verlauf und somit auch der Strom durch die Spule ...


Genau das trifft zu.
Also ohne C-Schaltung gilt das oben Erwähnte:
: Parallelwiderstand einbauen. Oder Freilaufdiode(n).

von H. H. (Gast)


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Jan schrieb:
> sowas wie 150 mH angezeigt, was mir irgendwie völlig unsinnig erscheint?

Kann schon hinkommen, siehe Anhang.

von HildeK (Gast)


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Andrew T. schrieb:
> Oder Freilaufdiode(n).

Wobei
Christoph K. schrieb:
> Antiparallele z-dioden + dioden in Serie mit durchlasspannung ein paar
> Volt über der Versorgung.
auch ersetzt werden kann durch nur zwei Z-Dioden, aber anti-seriell 
geschaltet, parallel zur Spule.

von Soul E. (Gast)


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Jan schrieb:

> wenn ich ein Relais abschalte, muss ja der Spulenstrom irgendwo hin. Ich
> wollte jetzt mal berechnen, wieviel Energie da überhaupt gespeichert ist
> und habe mit einem LCR Meter L messen wollen. Allerdings wird mir da
> sowas wie 150 mH angezeigt, was mir irgendwie völlig unsinnig erscheint?

Nein, das passt schon. Ein Omron G5V-1, so ein kleiner Zuckerwürfel, ist 
in der 5V-Version mit 290 mH abgefallen und 150 mH angezogen 
spezifiziert. Die 24V-Version kommt schon auf 6,6 H abgefallen und 3,5 H 
angezogen. Henry, nicht Milli oder Mikrohenry. Insofern war die 
Freilaufdiode schon eine gute Erfindung.

von H. H. (Gast)


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Soul E. schrieb:
> Ein Omron G5V-1, so ein kleiner Zuckerwürfel, ist
> in der 5V-Version mit 290 mH abgefallen und 150 mH angezogen
> spezifiziert.

Umgekehrt!

von Soul E. (Gast)


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H. H. schrieb:
> Soul E. schrieb:
>> Ein Omron G5V-1, so ein kleiner Zuckerwürfel, ist
>> in der 5V-Version mit 290 mH abgefallen und 150 mH angezogen
>> spezifiziert.
>
> Umgekehrt!

von Elektrofan (Gast)


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> Ein Omron G5V-1, so ein kleiner Zuckerwürfel, ist
> in der 5V-Version mit 290 mH abgefallen und 150 mH angezogen
> spezifiziert.

Habe ich während über 30 J. genau andersrum realisiert.

Übersetzungsfehler? Neue Baerbocksche Physik?

von H. H. (Gast)


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Soul E. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Soul E. schrieb:
>>> Ein Omron G5V-1, so ein kleiner Zuckerwürfel, ist
>>> in der 5V-Version mit 290 mH abgefallen und 150 mH angezogen
>>> spezifiziert.
>>
>> Umgekehrt!

https://www.mikrocontroller.net/attachment/527232/G5V_coil_data.PNG

Offensichtlicher Druckfehler!

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