Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Relais mit PWM und langsames Abfallen


von Hardy F. (hflor)


Lesenswert?

Hallo,

soweit ich die vorhandenen Beiträge zu dem Thema PWM und Relais richtig 
verstanden habe sollte eine schnelle Freilaufdiode vorhanden sein.
Diese bewirkt aber ein langsameres Abfallen des Relais.

Nun zu meiner Frage. Ich möchte den Öffner des Relais zum Schalten 
verwenden, spielt da die Abfallzeit eine Rolle? Oder anders gefragt: 
Nachdem die Mechanik sich schon bewegt ist es dann ein Unterschied ob 
das Relais mit oder ohne Freilaufdiode betrieben wird?

Hardy

: Verschoben durch Moderator
von Sebastian S. (amateur)


Lesenswert?

Schalter, egal welcher Art, sind immer so konstruiert, dass der 
Schaltvorgang schnell vonstattengeht.
Andernfalls hat der Herr Strom zu viel Zeit, sein Schnitzel zu braten. 
Man kann dabei sogar hören, wie sich das Kontaktmaterial verabschiedet. 
Mit all den zugehörigen Nebeneffekten.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


Lesenswert?

Die Freilaufdiode dient nur dem Schutz des Schalttransistors. Wenn Du 
das Magnetfeld schneller loswerden willst nimm einen Transistor mit 
hoher Sperrspannung und einen Varistor zur Spannungsbegrenzung. Dadurch 
bricht das Magnetfeld schneller zusammen. Evtl. geht auch ein FET mit 
Avalanche-Rating.

Aber sag doch bitte erstmal, was Du da schalten möchtest. Evtl. ist der 
ganze Aufwand unnötig.

von Teo D. (teoderix)


Lesenswert?

Dieser Effekt ist Marginal bis nicht vorhanden.
Mach dir lieber um andere Sachen nen Kop!
zB: Warum zum Teufel PWM an nem Relais?-)

von Hardy F. (hflor)


Lesenswert?

Das ganze soll den Stromdedarf von insg. 36 Relais etwas reduzieren. Die 
Relais sind an den Ausgängen von Solarmodulen und sollen zur 
Notabschaltung eingesetzt werden. Die Kontakte sind für die vorhandene 
Spannung und den max. Kurzschlusstrom ausgelegt.

Hardy

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

Hardy F. schrieb:

> Nachdem die Mechanik sich schon bewegt ist es dann ein Unterschied ob
> das Relais mit oder ohne Freilaufdiode betrieben wird?

Ja, aber wenn Dich dieser Effekt stört, kannst Du ja statt der Diode
allein zusätzlich eine Z-Diode in Reihe einbauen.

von Christian H. (netzwanze) Benutzerseite


Lesenswert?

Hardy F. schrieb:
> Das ganze soll den Stromdedarf von insg. 36 Relais etwas reduzieren.

Relais brauchen ihre Nennspannung nur zum sicheren anziehen. Danach kann 
die Betriebsspannung problemlos reduziert werden. Musst halt mal 
ausprobieren, bei wieviel Spannung das Relais noch hält.

von Falk B. (falk)


Lesenswert?

Hardy F. schrieb:
> soweit ich die vorhandenen Beiträge zu dem Thema PWM und Relais richtig
> verstanden habe sollte eine schnelle Freilaufdiode vorhanden sein.

Nö. Relais werden nur selten mit PWM betrieben. Ohne PWM braucht man 
keine schnelle Diode.

> Diese bewirkt aber ein langsameres Abfallen des Relais.

Jaja, die übliche Legende. Millionen von Relais in dieser Welt werden 
mit einer Freilaufdiode betrieben und fallen trotzdem ausreichend 
schnell ab. Sie könnten vielleich ohne Freilaufdiode etwas schneller 
abfallen, das ist aber in 99% der Fälle egal. Also nimmt man die 
Freilaufdiode und gut.

> Nun zu meiner Frage. Ich möchte den Öffner des Relais zum Schalten
> verwenden, spielt da die Abfallzeit eine Rolle?

Ja, aber siehe oben.

von Sebastian S. (amateur)


Lesenswert?

Es gibt Systeme (bzw. Schaltungen) die die Spannungsversorgung 
beeinflussen um den Unterschied zwischen Anzugstrom und Haltestrom 
auszunutzen. Da kann man erstaunlich viel (Heiz-)Leistung sparen. Diese 
Schaltungen sind relativ einfach und robust, werden aber pro Relais 
benötigt.

von PC-Freak (Gast)


Lesenswert?

Hardy F. schrieb:
> Diese bewirkt aber ein langsameres Abfallen des Relais.

Wieso sollte das so sein?

von Teo D. (teoderix)


Lesenswert?

Hardy F. schrieb:
> Das ganze soll den Stromdedarf von insg. 36 Relais etwas reduzieren. Die
> Relais sind an den Ausgängen von Solarmodulen und sollen zur
> Notabschaltung eingesetzt werden.

Eigentlich ein guter Grund.... NUR das schaltet doch nur im Notfall, da 
sollte die Einsparung wohl auch gegen Null gehen. Und dann auch noch ne 
Notabschaltung bei Aktivierung... hoffentlich hats noch genügend Saft. 
Das liegt mir immer schwer im Magen. Sicher dass das, natürlich mit PWM 
Drosselung, nich auch andersherum funktioniert?!

von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

Christian H. schrieb:
> Relais brauchen ihre Nennspannung nur zum sicheren anziehen.
Eben

> Danach kann die Betriebsspannung problemlos reduziert werden.
... oder eben per PWM das Tastverhältnis von 100% auf einen geringeren 
Wert runtergefahren werden, um den Strom zu reduzieren.

von Dieter H. (kyblord)


Lesenswert?

Pack noch einen R an die Diode. Wenn es schnell gehen soll.
Die Zeitkonstante ist tau=L/R. Nach 3*tau ist die Spule so gut wie 
entladen.
Nicht vergessen, je schneller der Strom "weg" soll, desto größer die 
Induktionsspannung. Verlustleistung am R wird auch groß! Zum Abschätzen 
U_L=-R*I-U_D ~ -R*I-0.7V ~ -R*I
I ist der Strom der kurz vor dem Abschalten durch die Spule geflossen 
ist.

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

Christian H. schrieb:
> Musst halt mal ausprobieren, bei wieviel
> Spannung das Relais noch hält.

Das muss man nicht ausprobieren, das steht im Datenblatt.

von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

PC-Freak schrieb:
> Hardy F. schrieb:
>> Diese bewirkt aber ein langsameres Abfallen des Relais.
>
> Wieso sollte das so sein?

Das soll überhaupt nicht so sein.
Aber die normative Kraft des Faktischen belehrt einen schnell, dass es 
so IST.

Mit ein bisschen E-Dynamik und etwas komplexerer Modellierung von 
Magnetkreis und Mechanik eines Relais, kann man das auch ausrechnen.

von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Das muss man nicht ausprobieren, das steht im Datenblatt.

Die Haltekraft eines Relais wird durch den Strom bestimmt. 
Datenblattangaben zur Haltespannung gelten daher nur für eine bestimmte 
Temperatur/-bereich.
Die Angabe des minimalen Haltestromes wäre wesentlich sinnvoller.

von batman (Gast)


Lesenswert?

Der Strom ergibt sich nach Ohm zu I=U/R und muß nicht noch extra 
angegeben werden.

von Hardy F. (hflor)


Lesenswert?

Hallo Teo,

Teo D. schrieb:
> Eigentlich ein guter Grund.... NUR das schaltet doch nur im Notfall, da
> sollte die Einsparung wohl auch gegen Null gehen.

Das Abschalten erfolgt mit dem Öffner, also sind die Relais im 
Normalbetrieb angezogen. Ich kann nicht sicherstellen, daß im Notfall 
Spannung vorhanden ist. Also wird im Spannungslosen Zustand alles 
abgeschaltet ...

Hardy

von batman (Gast)


Lesenswert?

Das nennt man Schließer, wenn das aktive Relais den Kontakt schließt.
Kontakt geschlossen -> Strom fließt.

von PC-Freak (Gast)


Lesenswert?

Wolfgang schrieb:
> Die Angabe des minimalen Haltestromes wäre wesentlich sinnvoller.

Nonsens.
Der Hersteller macht Angaben, in welchem Bereich seine Komponenten einen 
'sicheren' Betrieb gewährleisten.

Und nicht, wann es 'vieleicht' mal unsicher wird.
Wollt ihr jetzt alle Anlegen in der Zukunft auf Kante nähen? - und euch 
dann wundern, dass nix mehr richtig funktioniert?

Eine SPS gibt 24V raus und schaltet damit ein Relais, oder Schütz.
Wie willst Du hier dann die Spannug der SPS 'beeinflussen'

von Peter D. (peda)


Lesenswert?

Der Hersteller gibt 3 Spannungswerte an:
Anzugsspannung: Relais zieht garantiert.
Haltespannung: Relais bleibt garantiert angezogen.
Abfallspannung: Relais fällt garantiert ab.

Ein Relais an Haltespannung braucht weniger Zeit, bis es abfällt.

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


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Christian H. schrieb:
> Relais brauchen ihre Nennspannung nur zum sicheren anziehen.
> Danach kann die Betriebsspannung problemlos reduziert werden.
Aber Obacht: wenn sich dadurch der Strom zu weit reduziert, kann es 
sein, dass der Anpressdruck auf die Kontakte nicht mehr so hoch ist wie 
vorgesehen und damit der Kontaktwiderstand steigt. Wenn man den 
spezifizierten Bereich der Anzugspannung verlässt, empfiehlt es sich 
also, einige Relais aufzumachen und das Verhalten des Ankers in 
Augenschein zu nehmen.

Auf keinen Fall sollte man sich für ein eingeschaltetes Relais auf die 
Abfallspannung verlassen, denn die gibt nur an, wann das Relais sicher 
abfällt. Aber es ist kein Grund, ein 12V-Relais, das z.B. von 8,4..14,4V 
beim Anzug sowie für 1,2V beim Abfall spezifiziert ist, zu reklamieren, 
weil es schon bei 7,5V abfällt.


Peter D. schrieb:
> Haltespannung: Relais bleibt garantiert angezogen.
Die "Haltespannung" wird normalerweise nicht explizit angegeben. Man 
darf aber die Spannung (bei der spezifizierten Umgebungstemperatur) auf 
die minimale Anzugspannung absenken.

Im Datenblatt des gescreenshoteten HF161F ist die minimale Anzugspannung 
urigerweise mit "Pick-up voltage VDC max." angegeben. Naja...
https://www.reichelt.de/power-relais-12v-1-schliesser-20a-hf161f-012-h-p126974.html

Fujitsu hat das beim JS12NK besser hingebracht:
https://www.reichelt.de/miniatur-leistungsrelais-js-12v-1-wechsler-8a-js-12-n-k-p79415.html?&trstct=pol_1&nbc=1

: Bearbeitet durch Moderator
von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

batman schrieb:
> Der Strom ergibt sich nach Ohm zu I=U/R und muß nicht noch extra
> angegeben werden.

Wenn du die aktuelle Temperatur der Spule kennst - und damit ihren 
Widerstand - ist das völlig richtig.

von Axel S. (a-za-z0-9)


Lesenswert?

Wenn man den Relais-Strom wirklich [1] mit PWM reduzieren will, dann 
will man gerade nicht daß der Strom schnell abfällt. Denn das passiert 
dann ja ja auch in dem PWM-Pausen. Darüber hinaus sorgen alle Maßnahmen, 
die zu "schnellem" Abschalten führen, für extra Verluste im Freilauf- 
Pfad. Sind also der Intention, Strom zu sparen, gerade entgegengesetzt.

Schlußendlich: die Abschaltverzögerung ist bei Relais in 99% der Fälle 
egal. Bei Magnetventilen mag das anders aussehen. Aber man muß sich klar 
machen, daß es da um ein paar Millisekunden geht.


[1] ich halte den ganzen Ansatz für Unsinn. Schon die Idee, 36 Relais 
(eins pro Modul oder was?) zum "Schutz" einzusetzen, ist fragwürdig. 
Wenn man den Strombedarf der Relais unbedingt verringern will, muß man 
halt zwei Schaltstufen pro Relais vorsehen und die eine entsprechend 
drosseln (Widerstand oder geringere Spannung).

Die einfache Lösung kommt mit einem Widerstand und Kondensator pro 
Relais aus. Hat aber auch Nachteile. Z.B. muß man die Ausschaltzeit 
einhalten. Sonst kann sich der Kondensator nicht entladen.

: Bearbeitet durch User
von P. S. (Gast)


Lesenswert?

PC-Freak schrieb:
> Hardy F. schrieb:
>> Diese bewirkt aber ein langsameres Abfallen des Relais.
>
> Wieso sollte das so sein?

Eröffne doch einen Thread und stell Deine Frage(n) dort.
Noch besser: Lerne über fleißige Recherche und Studium
diverser Lehrmaterialien dazu.

So oder vergleichbar gelangt man an nicht vorhandenes
Wissen, nicht in Threads anderer Ratsucher. (Unhöflich.)

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.