Einschaltstrombegrenzung für Trenntrafo

[Besserwessi]

Die gezeigte Schaltung ist schon der erste Schritt in Richtung Anlaufstrombegrenzung. Es fehlt eigentlich nur eine Verzögerung (z.B. 40-100 ms) für das Relais. Die Verzögerung lässt sich ggf. auch selber bauen, nur nicht so einfach mit einem AC-Relais. Je nach Ausführung ließe sich auch ein AC Relais mit Gleichstrom betreiben - wenn es denn nicht hängen bleibt und man die Verluste der Spule beachtet.

Das Schalten im Nulldurchgang ist für einen Trafo nur eine "halbe" Lösung. Damit hat man dann eine rund 50% Chance das die Sicherung drin bleibt. Wenn die Halbwelle zur Remanenz im Kern passt, geht es in der Regel gut (außer der Trafo ist sehr ungünstig). Bei der anderen Halbwelle wird aber genau im ungünstigsten Zeitpunkt eingeschaltet und die Sicherung fliegt - ggf. wird dabei dann auch noch das SSR durch den Strompuls beschädigt. Kritisch wird es vor allem wenn das Ausschalten über das SSR auch etwa zum Nulldurchgang der Spannung geschieht (z.B. wegen ohmscher Last am Trafo): dann ist nämlich auch noch die Remanenz maximal.

[PICture]

Das mit der Remanenz in deinem Beitrag verstehe ich nicht und bitte um Erklärung. Ich basiere eben auf: http://de.wikipedia.org/wiki/Remanenz .

[Hubert.G]

Das hier wäre das richtige: http://www.tauscher.com/assets/pdf/TSR.PDF

[Manf]

Wenn man sich die Sinuskurve der Wechselspannung ansieht die den Trafo versorgt dann Sieht man lauter Spannungs-Zeit-Flächen oben und unten von der Nulllinie. Diese entsprechen der Flussänderung im Trafo. Der Fluss geht dabei zwischen den Sättigungswerten hin und her, sonst wäre der Trafo ja überdimensioniert.

Ideal wäre es wenn der Trafo keinen Fluss hat und eine halbe Spannungs-Zeit-Fläche in der einen Richtung bekommt, dann geht er in die Sättigung auf der einen Seite und die entgegengesetzte ganze Fläche bringt ihn an die andere Grenze.

Nicht so ideal ist es wenn er unmagnetisiert da steht und die ganze Fläche in einer Richtung bekommt. Dann geht er mit der Hälfte an die Sättigung und mit der zweite Hälfte darüber hinaus. So abrupt ist die Sättigung nicht aber im Extremfall ist es genau das was die Sicherung ansprechen lässt. Der Fluss kann nicht erhöht werden und der Strom wird nur noch von dem Wicklungswiderstand begrenzt.

Eine weitere Abweichung vom idealen Zustand ist die Remanenz die er hat wenn er im gesättigten Zustand abgeschaltet wurde. Dann kann er je nach Einschaltphase auch leicht auf die Seite geschickt werden auf der er schon ist und die Sättigungsgrenze überschreiten.

[PICture]

Danke Manf für die ausführliche und verständliche Erklärung !

Normaleweise dürfte aber ein im Nulldurchgang der AC Spannung (um ca. 90 ° in der Phase gegen Strom verschoben) eingeschalteter Trafo und später auch nicht in Sättigung gehen, wenn er nicht durch Last überlastet wird, oder ?

[atmega-test]

Hallo,
funktionierende Schnell Lösung:
Wenn vorhanden nehme irgendein Kleintrafo für 230 V Ausgang 12 V oder irgendeine andere Spannung etwa 1 A Ausgangsstrom.
Schalte diesen Kleintrafo primärseitig ( also 230 V) als Vorwiderstand für deinen Regeltrenntrafo.
Die Ausgangsspannung des Kleintrafos wird nicht genutzt.
Nehme einen zweiten kleinen Kleintrafo an dem Ausgang ca. 12 V Wechselstrom wird ein einfaches Netzteil also eine Diode und ein Elko
ca. 220 uF gebaut. Mit diesem kleinen Netzteil wird ein Relais 12 V 3-5 A Kontaktbelastbarkeit direkt versorgt.
Die Relaiskontakte überbrücken die beiden primären Anschlüsse deines ersten Kleintrafos jetzt liegen die 230 V direkt
am Regeltrenntrafo
Dieser zweite Kleintrafo wird primärseitig direkt an die 230 V Leitung, die auch den Regeltrenntrafo und den Pseudo Vorwiderstand versorgt.
Elektrotechnisch passiert folgendes :
das Problem ist der hohe Anlaufstrom in deinem Regeltrenntafo für eine Zeit von ca. 20 ms.
Durch den induktiven Blindwiderstand (eben Vorwiderstand des in Reihe geschalteten Zweittrafos hast Du
theoretisch 110 V (115) an jedem Trafo, da ist der Einschaltstrom nur hoch halb (eher geringer) so groß wie vorher.
jetzt nach einer kurzen Verzögerung (der Elko 220 uF) von dem Kleinnetzteil muß aufgeladen werden, dauert ein wenig,
Relais muß anziehen um volle 230 V an den Regeltrenntrafo zu geben, dauert nochmal ein wenig.
Diese kleinen Verzögerungen verhindern in den ersten 20 - 40 ms den hohen Eingangsstrom für deinen Regeltrenntrafo,
Das Relais wird eben verzögert durch das zweite Kleinnetzteil versorgt und Dein Trenntrafo funktioniert einwandfrei
mit 230 V am Eingang.

[Klebwax]

Kritisch wird es vor allem wenn das Ausschalten über das SSR auch etwa zum Nulldurchgang der Spannung geschieht

Das wird nicht passieren, ein Tyristor/Triac schaltet immer im Stromnull. Das war aber schon die gute Nachricht. Die schlechte ist, daß durch die Hysterese der Magnetisierung, das Magnetfeld auch bei Stromnull nicht Null ist.

Die Remanenz könnte man nur vermeiden, wenn man beim Ausschalten den Strom langsam bis auf Null verringert. Wenn man dann bei Spannungsnull einschaltet, ist das Problem gelöst. Der Aufwand, den Strom langsam herunterzufahren, ist aber möglicherweise größer, als ihn beim Einschalten zu bremsen.

Eine elektronische Lösung wäre ein Kondensatornetzteil für das Relais, damit einen Elko laden und erst ab einer gewissen Spannung im Elko das Relais per Transistor auch wirklich einschalten. Das Relais sollte dann aber wohl besser eines für DC (z.B. 24 V) sein.

Das ist sicher die vernünftigste Lösung.

Ihn dauernd an zu lassen, ist für mich keine Lösung. Nach einem Stromausfall fliegt dann die Sicherung, wenn die Spannung wieder kommt. Und das dann, wenn man nicht zu Hause ist, oder nur jemand da ist, der sich nicht auskennt.

MfG Klebwax

[Besserwessi]

Das Einschalten in Nulldurchgang der Spannung bewirkt, das man mit einer vollen Halbwelle beginnt, also einer recht großen Spannungs-Zeitfläche - dem entspricht je nach Auslegung des Trafos eine Änderung der Flussdichte um etwa 2,4 - 3 T. Das ist für einen entmagnetisierten Kern schon zu viel. Richtig gut geht das einschalten nur, wenn der Zeitpunkt zum einschalten zur Restmagnetisierung im Kern passt. Für einen entmagnetisierten Kern wäre das gerade beim Maximalwert der Spannung.

Die Phasenverschiebung von fast 90 Grad zwischen Spannung Strom hat man ohne Last. Mit einer nennenswerten Ohmschen Last sind auch auf der Primärseite Strom und Spannung annähernd in Phase.

[PICture]

Hallo!

Zum Abschluss der Diskussion möchte ich noch ein Artikel empfehlen: http://www.mikrocontroller.net/wikif...rme_trafos.pdf .

[Dominik009]

Hi,

scheint ein sehr interesanter Artikel zu sein. Ich werde ihn mir mal ausdrucken und durchlsen. Vielen dank nochmal an alle die mir Tipps gegeben haben. Ich werde nochmal in Ruhe überlegen, warscheinlich aber einfach ein neues dickeres Kabel zu meinem Arbeitsplatz legen lassen und dort einen eigenen Sicherungskasten anbringen lassen (sowas lasse ich doch lieber den Fachmann machen).

Viele liebe Grüße
Dominik