Schutz vor induktiver Last

[Joerg_Rehrmann]

Hallo Roman,

Ich glaube dir mal, dass ich mit dieser Diode meine „Anglage“
schützen kann.
Nur leuchtet mir das nicht ganz ein.
Wird wahrscheinlich daran liegen, dass ich schon mit den
Grundlagen kämpfe.
Ich werd dir mal mein Problem schildern, vl kannst du es mir
ja erklären.
In meinem Stromkreis spendet mir eine Stromquelle mit +/-0.5A
meinen Saft.
Auf dieser Quelle hängt ein Widerstand mit 47Ohm. Parallel zu
diesem Widerstand hängt eben diese 9,5H Spule. Parallel zu
dieser meine Schutzdiode die bei ca 33V anspricht.

Moment mal, davon war bisher keine Rede. Dieser Parallelwiderstand würde die Spulenspannung bei einem max. Spulenstrom von 0,5 A auf 0,5Ax47Ohm=23,5V begrenzen und somit jegliche Schutzschaltung überflüssig machen.

Im Einschaltmoment wirkt die Spule wie ein sehr großer
Widerstand. Der Strom fließt also über den 47Ohm Widerstand.
Das würde eine Spannung von 23.5V bedeuten.
Nun saugt die Spule nach und nach den ganzen Strom weg. Die
Spannung an der Spule wird theoretisch Null. Sie schließt also
meinen 47Ohm Widerstand parallel.

Nun wird das NG abgeschalten oder abgesteckt. Die Spule
repäsentiert wie beim Einschalten auch hier einen sehr hohen
Widerstand, weil die Spule eben Stromänderungen entgegenwirkt.
Der Strom der kurz vorm Ausschalten floß, fließt aber noch
weiter. Daher entsteht eine sehr hohe Spannung an der Spule
(hoher Strom, hoher widerstand). Wie hoch die ist, weiß ich
nicht. Kann man das irgendwie ausrechnen? Oder gibts
schätzwerte?

siehe oben

Die Spannung die in diesem Fall aber auftritt wird durch die
Diode auf 33V begrenzt. Die Diode leitet (theoretisch Null
Ohm). Die Spule wird nun mit einer konstant gehaltenen
Spannung von 33V entmagnetisiert, d.h. fließt der ganze Strom
über die Diode. Nachdem die Spannung unter die 33V sinkt
sperrt die Diode wieder und der 47Ohm Widerstand tritt in
Kraft. Dann müsste der „Rest“ über eine e-Funktion verbraten
werden.

in diesem Fall werden die 33 V garnicht erst erreicht.

Und zwar 600ms lang (3*Tau=3*L/R). Dann ist die Spule
theoretisch entmagnetisiert. und alles is paletti.
Aber wie passt das mit den 125ms die du ausgerechnet hast
zusammen?

Das resultiert aus Deinen falschen bzw. fehlenden Informationen

Ich weiß, es ist sehr viel Unwissenheit, ich hoffe aber
trotzdem, dass du mir helfen kannst.

Wenn Du gleich die Beschaltung der Spule beschrieben hättest, hätte ich Dir schon gleich im ersten Posting schreiben können, dass Deine Schutzschaltung überflüssig ist.

Jörg

[Diz]

Hallo Jörg,

In meinem Stromkreis spendet mir eine Stromquelle mit +/-0.5A
meinen Saft.
Auf dieser Quelle hängt ein Widerstand mit 47Ohm. Parallel zu
diesem Widerstand hängt eben diese 9,5H Spule. Parallel zu
dieser meine Schutzdiode die bei ca 33V anspricht.

Moment mal, davon war bisher keine Rede. Dieser
Parallelwiderstand würde die Spulenspannung bei einem max.
Spulenstrom von 0,5 A auf 0,5Ax47Ohm=23,5V begrenzen und somit
jegliche Schutzschaltung überflüssig machen.

Aber hab ich hier nicht auch eine Überspannung? Schafft das der Widerstand etwa alleine diese Energie zu vernichten?
Brauche ich diese Dioden nur wenn kein definierter Widerstand parallel dazu hängt?

Im Einschaltmoment wirkt die Spule wie ein sehr großer
Widerstand. Der Strom fließt also über den 47Ohm Widerstand.
Das würde eine Spannung von 23.5V bedeuten.
Nun saugt die Spule nach und nach den ganzen Strom weg. Die
Spannung an der Spule wird theoretisch Null. Sie schließt also
meinen 47Ohm Widerstand parallel.

Nun wird das NG abgeschalten oder abgesteckt. Die Spule
repäsentiert wie beim Einschalten auch hier einen sehr hohen
Widerstand, weil die Spule eben Stromänderungen entgegenwirkt.
Der Strom der kurz vorm Ausschalten floß, fließt aber noch
weiter. Daher entsteht eine sehr hohe Spannung an der Spule
(hoher Strom, hoher widerstand). Wie hoch die ist, weiß ich
nicht. Kann man das irgendwie ausrechnen? Oder gibts
schätzwerte?

siehe oben

Die Spannung die in diesem Fall aber auftritt wird durch die
Diode auf 33V begrenzt. Die Diode leitet (theoretisch Null
Ohm). Die Spule wird nun mit einer konstant gehaltenen
Spannung von 33V entmagnetisiert, d.h. fließt der ganze Strom
über die Diode. Nachdem die Spannung unter die 33V sinkt
sperrt die Diode wieder und der 47Ohm Widerstand tritt in
Kraft. Dann müsste der „Rest“ über eine e-Funktion verbraten
werden.

in diesem Fall werden die 33 V garnicht erst erreicht.

Und zwar 600ms lang (3*Tau=3*L/R). Dann ist die Spule
theoretisch entmagnetisiert. und alles is paletti.
Aber wie passt das mit den 125ms die du ausgerechnet hast
zusammen?

Das resultiert aus Deinen falschen bzw. fehlenden
Informationen

Ich weiß, es ist sehr viel Unwissenheit, ich hoffe aber
trotzdem, dass du mir helfen kannst.

Wenn Du gleich die Beschaltung der Spule beschrieben hättest,
hätte ich Dir schon gleich im ersten Posting schreiben können,
dass Deine Schutzschaltung überflüssig ist.

Waren meine Beschreibungen richtig?

Danke
Mfg
Roman

[Joerg_Rehrmann]

Hallo Roman,

Moment mal, davon war bisher keine Rede. Dieser
Parallelwiderstand würde die Spulenspannung bei einem max.
Spulenstrom von 0,5 A auf 0,5Ax47Ohm=23,5V begrenzen und somit
jegliche Schutzschaltung überflüssig machen.

Aber hab ich hier nicht auch eine Überspannung?

Nein, wie denn ? Der Strom kann doch über den Widerstand weiterfließen

Schafft das
der Widerstand etwa alleine diese Energie zu vernichten?

Klar, wenn er dick genug ist, allerdings ist diese Methode sehr uneffektiv, da im Normalbetrieb permanent Verlustleistung nutzlos verheizt wird.

Brauche ich diese Dioden nur wenn kein definierter Widerstand
parallel dazu hängt?

Ja, oder wenn dieser Widerstand zu groß ist. Aber nur dann, wenn die Spule im Betrieb von der Stromquelle getrennt werden kann.

Waren meine Beschreibungen richtig?

weiss nicht, ich kenne den Schaltplan nicht.

Jörg

[Diz]

Hallo Jörg,

Moment mal, davon war bisher keine Rede. Dieser
Parallelwiderstand würde die Spulenspannung bei einem max.
Spulenstrom von 0,5 A auf 0,5Ax47Ohm=23,5V begrenzen und somit
jegliche Schutzschaltung überflüssig machen.

Aber hab ich hier nicht auch eine Überspannung?

Nein, wie denn ? Der Strom kann doch über den Widerstand
weiterfließen

Aso, d.h. wenn nur die Spule im Stromkreis wäre, dann würde diese hohe Spannung auftreten, aber kein Strom fließen, richtig?

Alles klar, kenn mich aus. Der Stromkreis ist ja auch noch nach abtrennen der Stromquelle geschlossen, d.h. es fließen nach abstecken des NG die 0.5A über den Widerstand und die Spulenspannung wird nach einer E-funktion immer kleiner.

Schafft das
der Widerstand etwa alleine diese Energie zu vernichten?

Klar, wenn er dick genug ist, allerdings ist diese Methode
sehr uneffektiv, da im Normalbetrieb permanent Verlustleistung
nutzlos verheizt wird.

Ich bräuchte dann einen Widerstand mit ca 15W. Dann würde das so funktionieren, oder?

Brauche ich diese Dioden nur wenn kein definierter Widerstand
parallel dazu hängt?

Ja, oder wenn dieser Widerstand zu groß ist. Aber nur dann,
wenn die Spule im Betrieb von der Stromquelle getrennt werden
kann.

Ok ist einleuchtend.

Waren meine Beschreibungen richtig?

weiss nicht, ich kenne den Schaltplan nicht.

Naja eben die Stromquelle mit den Widerstand dazu parallel die Spule. Das ist schon alles.
Ich verlang da schon sehr viel von dir. Ist also nicht nötig, dass du dir den ganzen Schmarrn durchliest.

Vielen Dank!
Mfg
Roman

[Joerg_Rehrmann]

Hallo Roman,

Nein, wie denn ? Der Strom kann doch über den Widerstand
weiterfließen

Aso, d.h. wenn nur die Spule im Stromkreis wäre, dann würde
diese hohe Spannung auftreten, aber kein Strom fließen,
richtig?

Die hohe Spannung würde auftreten, aber der Strom muß auf jeden Fall erstmal weiterfließen, notfalls über einen Lichtbogen. Gelingt es Dir, auch den zu unterbinden, würde der Strom über die parasitären Kabel- und Spulenkapazitäten weiterfließen und es käme zu einer gedämpften HF-Schwingung mit sehr hoher Anfangsamplitude.

Alles klar, kenn mich aus. Der Stromkreis ist ja auch noch
nach abtrennen der Stromquelle geschlossen, d.h. es fließen
nach abstecken des NG die 0.5A über den Widerstand und die
Spulenspannung wird nach einer E-funktion immer kleiner.

Richtig, wobei zu beachten ist, das die Zeitkonstante durch den Gesamtwiderstand von Spule+Widerstand bestimmt wird.

Ich bräuchte dann einen Widerstand mit ca 15W. Dann würde das
so funktionieren, oder?

Bei Maximalstrom fließen 0,5 A. Da Spulen- und Parallelwiderstand etwa gleich groß sind, teilt sich der Strom etwa gleichmäßig auf, d.h. es fließen ca 0,25 A durch den Parallelwiderstand --> P=RI^2~3W
Ein 5-W-Widerstand würde also völlig ausreichen.

Jörg

[Diz]

Hallo Jörg,

Nein, wie denn ? Der Strom kann doch über den Widerstand
weiterfließen

Aso, d.h. wenn nur die Spule im Stromkreis wäre, dann würde
diese hohe Spannung auftreten, aber kein Strom fließen,
richtig?

Die hohe Spannung würde auftreten, aber der Strom muß auf
jeden Fall erstmal weiterfließen, notfalls über einen
Lichtbogen. Gelingt es Dir, auch den zu unterbinden, würde der
Strom über die parasitären Kabel- und Spulenkapazitäten
weiterfließen und es käme zu einer gedämpften HF-Schwingung
mit sehr hoher Anfangsamplitude.

Ok stimmt, der Strom muss weiterfließen. Ist ja eine Spule…
Wo würde der Lichtbogen den autreten?! Was ist das eigentlich?
Das mit den parasitären kapazität leuchtet mir ein, aber das mit der HF Schwingung nicht

Alles klar, kenn mich aus. Der Stromkreis ist ja auch noch
nach abtrennen der Stromquelle geschlossen, d.h. es fließen
nach abstecken des NG die 0.5A über den Widerstand und die
Spulenspannung wird nach einer E-funktion immer kleiner.

Richtig, wobei zu beachten ist, das die Zeitkonstante durch
den Gesamtwiderstand von Spule+Widerstand bestimmt wird.

d.h. 9,5H / 2*47Ohm= 100ms

Ich bräuchte dann einen Widerstand mit ca 15W. Dann würde das
so funktionieren, oder?

Bei Maximalstrom fließen 0,5 A. Da Spulen- und
Parallelwiderstand etwa gleich groß sind, teilt sich der Strom
etwa gleichmäßig auf, d.h. es fließen ca 0,25 A durch den
Parallelwiderstand --> P=RI^2~3W
Ein 5-W-Widerstand würde also völlig ausreichen.

Ist es nicht die Spannung die sich aufteilt? Die hohe Spannung wird ja an der Spule generiert…dann hätt ich eine serienschaltung des spulenwiderstandes und meines „parallelwiderstandes“. Richtig?

Oder ist es etwa so, dass die Spannung an der „gesamten“ Spule (samt Spulenwiderstand) auftritt, denn dann wäre es eine parallelschaltung, so wie du es oben angeführt hast…?

Vielen Dank, Jörg

Mfg
Roman

[Joerg_Rehrmann]

Hallo Roman,

Die hohe Spannung würde auftreten, aber der Strom muß auf
jeden Fall erstmal weiterfließen, notfalls über einen
Lichtbogen. Gelingt es Dir, auch den zu unterbinden, würde der
Strom über die parasitären Kabel- und Spulenkapazitäten
weiterfließen und es käme zu einer gedämpften HF-Schwingung
mit sehr hoher Anfangsamplitude.

Ok stimmt, der Strom muss weiterfließen. Ist ja eine Spule…
Wo würde der Lichtbogen den autreten?!

Genau dort, wo man versucht, den Strom zu unterbrechen, also z.B. in der Steckverbindung

Was ist das eigentlich?

Eine el. Entladung in der Luft, die unterschiedlich in Erscheinung treten kann. Im Kleinen z.B. beim Elektroschweißen. Im Großen z.B. als Blitz bei einem Gewitter.

Das mit den parasitären kapazität leuchtet mir ein, aber das
mit der HF Schwingung nicht

Nun ja, eine kleine Kapazität, parallelgeschaltet mit einer Spule ergibt einen Schwingkreis. Wenn eine solche Anordnung sich selbst überlassen wird, nachdem die Spule mit Energie aufgeladen wurde, fängt es halt an zu schwingen.

Bei Maximalstrom fließen 0,5 A. Da Spulen- und
Parallelwiderstand etwa gleich groß sind, teilt sich der Strom
etwa gleichmäßig auf, d.h. es fließen ca 0,25 A durch den
Parallelwiderstand --> P=RI^2~3W
Ein 5-W-Widerstand würde also völlig ausreichen.

Ist es nicht die Spannung die sich aufteilt? Die hohe Spannung
wird ja an der Spule generiert…dann hätt ich eine
serienschaltung des spulenwiderstandes und meines
„parallelwiderstandes“. Richtig?

Ja, das gilt aber nur, wenn Du den Strom abschaltest. Im Normalbetrieb liegt der Widerstand parallel zur Spule+Spulenwiderstand und der Strom teilt sich auf Spule und Widerstand auf.

Oder ist es etwa so, dass die Spannung an der „gesamten“ Spule
(samt Spulenwiderstand) auftritt, denn dann wäre es eine
parallelschaltung, so wie du es oben angeführt hast…?

Nein, die Induktionsspannung tritt immer im idealen Anteil der Spule auf.

Jörg

[Diz]

Hey Jörg,

Die hohe Spannung würde auftreten, aber der Strom muß auf
jeden Fall erstmal weiterfließen, notfalls über einen
Lichtbogen. Gelingt es Dir, auch den zu unterbinden, würde der
Strom über die parasitären Kabel- und Spulenkapazitäten
weiterfließen und es käme zu einer gedämpften HF-Schwingung
mit sehr hoher Anfangsamplitude.

Ok stimmt, der Strom muss weiterfließen. Ist ja eine Spule…
Wo würde der Lichtbogen den autreten?!

Genau dort, wo man versucht, den Strom zu unterbrechen, also
z.B. in der Steckverbindung

Hm? wenn ich jetzt mein NG abschalte oder abstecke, dann tritt dort an den Steckverbindungen eventuell ein Lichtbogen auf?! Und mit der Diode oder dem Widerstand an der Spule verhindere ich das nun? …sehr interessant

Was ist das eigentlich?

Eine el. Entladung in der Luft, die unterschiedlich in
Erscheinung treten kann. Im Kleinen z.B. beim
Elektroschweißen. Im Großen z.B. als Blitz bei einem Gewitter.

cool; wirklich interessant.

Das mit den parasitären kapazität leuchtet mir ein, aber das
mit der HF Schwingung nicht

Nun ja, eine kleine Kapazität, parallelgeschaltet mit einer
Spule ergibt einen Schwingkreis. Wenn eine solche Anordnung
sich selbst überlassen wird, nachdem die Spule mit Energie
aufgeladen wurde, fängt es halt an zu schwingen.

Ist klar,…

Bei Maximalstrom fließen 0,5 A. Da Spulen- und
Parallelwiderstand etwa gleich groß sind, teilt sich der Strom
etwa gleichmäßig auf, d.h. es fließen ca 0,25 A durch den
Parallelwiderstand --> P=RI^2~3W
Ein 5-W-Widerstand würde also völlig ausreichen.

Ist es nicht die Spannung die sich aufteilt? Die hohe Spannung
wird ja an der Spule generiert…dann hätt ich eine
serienschaltung des spulenwiderstandes und meines
„parallelwiderstandes“. Richtig?

Ja, das gilt aber nur, wenn Du den Strom abschaltest. Im
Normalbetrieb liegt der Widerstand parallel zur
Spule+Spulenwiderstand und der Strom teilt sich auf Spule und
Widerstand auf.

Richtig, d.h. im „normal“ fall teilt sich der Strom 50:50 auf somit entsteht mal nur die hälfte der Spannung am Widerstand, d.h. wir begrenzen schon auf 11,75V.
Es würde eine Leistung im normal betrieb von 3W entstehen.
Im Fehlerfall (NG abgetrennt) würde dann dieselbe Leistung entstehen, weil die Spule die 0,25A weiterfließen lässt. Der Widerstand hält dann die Spannung auf max 11,75V.

Oder ist es etwa so, dass die Spannung an der „gesamten“ Spule
(samt Spulenwiderstand) auftritt, denn dann wäre es eine
parallelschaltung, so wie du es oben angeführt hast…?

Nein, die Induktionsspannung tritt immer im idealen Anteil der
Spule auf.

Ok, also müsste das wie oben beschrieben passen.

Danke vielmals!
Mfg
Roman