Keuze relais en snubber netwerk

Beste lezers,

Ik had even een vraagje over deze schakeling die ik gemaakt heb. Iemand heeft mij gevraag of ik schakeling kon maken die er voor zorgt dat een lineaire motor constant op en neer gaat (voor een carnavalswagen). En dit leek me ook direct een goed idee om eens kritische te gaan kijken naar de keuze voor een goede en betrouwbare relais voor deze toepassing. Zodat het lang betrouwbaar is en dus niet alleen maar voor dat weekend werkt.
En daarom vraag ik me af of de keuze van K2 en K3 goed zijn en of het verstandig is om snubber netwerk over de motor te zetten. Hieronder enige toelichting en uitleg.

Het schema
Waarbij S1, S2 eindschakelaars zijn die geplaatst zijn bij de lineaire motor(X1).
Note: Aan de minimale schakelstroom voor K1 wordt voldaan.

Het is een 12volt systeem en de lineaire motor verbruikt bij maximale last 19A en met de verwachte last zal dat ongeveer rond de 5A zijn. En de lineaire motor heeft ongeveer tussen de 13 – 19 seconden nodig om van de ene naar de andere uiterste te gaan.

Keuze relais
De keuze voor de relais heb ik gemaakt aan de hand van het volgende document van Panasonic (7Mb) . Dit type relais (6Mb) en dan type nummer CB1-12V of CB1-M-12V.

Ik heb voor dit relais gekozen omdat deze makkelijk te monteren is en aan te sluiten zonder te solderen. De “Nominal switching capacity (Initial)” van deze relais is:
- N.O. 40A @14V DC
- N.C. 30A @14V DC
Dus dat zal technische gezien genoeg wezen voor de motor die ze gebruiken? Zelf denk ik van wel aangezien ze in de datasheet ook grafieken laten zien in combinatie met motoren.

Vrijloopdiode
In het zelfde document wordt er verteld om een zener diode van 24 Volt antiparallel aan de spoel te plaatsen. Echter is dit wel verstandig in een 12volt systeem waar meerdere motoren / relais ect aan gekoppeld zijn. Hiermee bedoel ik dat de zener diode die piekspanningen ook opvangen en hierdoor mogelijk kapot gaat.

Snubber netwerk
Echter denk ik dat het wel verstandig is om een snubber netwerk over de motor te plaatsen om de contacten van de relais te beschermen. Ik heb op dit forum een formule gevonden om de juiste waardes te berekenen:

Op 22 september 2012 10:48:32 schreef Brainbox:
Uit een oud lesboek:
[afbeelding]

https://www.uploadarchief.net/files/download/mechrela.gif

Dus dit geeft mij de volgende waardes:
R_{0.5} = U_{bat} *0.5 = 14.2*0.5=7.1 Ω
R_{1} = U_{bat} *1 =14.2 Ω

C_{0.5} = I_{max} *0.5 = 19*0.5=9.5 µF
C_{1} = I_{max} *1 =19 µF

Nu vroeg ik me af of de bovenstaande waardes een beetje gangbaar zijn, of zijn er betere waardes voor mijn toepassing. Daarnaast is het misschien verstandig om er nog een MOV (R2) aan toe te voegen?

Bedankt voor het lezen van mijn hele vraag,

Brandon

In deze situatie zou ik geen snubbers toepassen maar een voldoende zware brugcel.
De + van de brugcel aan de + van de accu knopen.
De - van de brugcel aan de - van de accu knopen.
De ~ klemmen aan de common van K2 en K3 knopen (=motorklemmen).

Relais K1 t/m K3 wordt geschakeld door schakelaars. Voor een carnavalswagen zijn vrijloopdioden niet echt nodig. Per jaar rijdt je maar een paar uur. Echt veel schakelingen zal het relais niet maken. Bij gebruik van vrijloopdioden zou ik gewoon 1N4007 oid gebruiken. Om storingen buiten de stuurelectronica/-relais te houden moet je de stuurelectronica/-relais direct met eigen draden vanaf de accu voeden. Dat geldt ook voor de storingveroorzakende onderdelen (motoren). Die moet je voeden met zijn eigen bedrading vanaf de accu. En ieder zijn eigen zekering, zo dicht mogelijk bij de accu geplaatst, geven.

Keuze van de relais lijkt me goed. Voor K1 zou ik gewoon hetzelfde type gebruiken als voor K2 en K3. Een paar reserve kan nooit kwaad. Is er geen sponsor tussen de lokale autogarages? Die relais zijn vriendelijk geprijst ;-)

[Bericht gewijzigd door ohm pi op maandag 4 december 2017 22:26:21 (12%)

Bedankt voor u reactie ohm pi,

Om een zware brugcel te gebruiken is inderdaad ook wel een slim idee. Wordt dit zo vaker opgelost om die energie terug te "sturen" naar de bron? En wordt dit bijvoorbeeld ook gebruikt als de schakeling meer betrouwbaarder moet zijn in plaatst van de snubber netwerk. Of is dit meer afhankelijk van de geschakelde stroom? (Er even vanguitgaan dat dit niet voor een carnavalswagen is)

Zelf gebruik ik ook altijd de 1n4007 diode als vrijloopdiode, alleen dit keer werd er door de fabrikant geadviseerd om die te gebruiken. Althans een normale diode was ook goed geweest. En wanneer het geheel gevoed gaat worden vanuit een accu zijn ze inderdaad niet echt van belang. Alleen als ze misschien een voeding gaan gebruiken kan ik ze er bij inzetten.

Ik ga inderdaad de carnavals groep adviseren (lees opdringen ;)) om bij de accu / voeding alle zekeringen te plaatsen en vanuit daar alles wat 12V nodig heeft te bedraden.

edit: Goed om te horen dat mijn gemaakte keuze voor de relais goed zijn. Dat is ook nog wel een idee om voor K1 een spdt te gebruiken. Zal eens kijken wat het makkelijkste aan te sluiten is voor hun (of voor mij). De tip van een autobedrijf is misschien ook nog wel een goed idee om daar eens te kijken, bedankt voor de tip.

Brandon

Wat ik zie is dat snubbers voor wisselspanning gebruikt wordt en vrijloopdioden voor gelijkspanning. De piekspanning bij gebruik van dioden wordt nooit meer dan de voedingsspanning. Bij gebruik van snubbers wordt de piekspanning vrij snel meerdere malen de voedingsspanning. Hier schat ik de piekspanning bij gebruik van een snubber een volt of 50. Voor de gebruikte relais zal dat geen probleem zijn. Je wilt de piekspanning zo laag mogelijk hebben, vandaar mijn keuze voor vrijloopdioden. Deze manier van spanningsonderdrukking wordt heel vaak toegepast. Zoek het CO of het www maar af op "H-brug" (afbeeldingen).

maartenbakker

Golden Member

Buiten de berekening, telt ook de componentkeuze. Het lijkt voor dit soort RC-combinaties aantrekkelijk om kant-en-klare MP blokjes van RIFA te gebruiken; worden in de catalogi de hemel in geprezen en zien er ook mooi uit. Dit is echter het ergste bocht op condensatorgebied wat je kunt kopen, dus daar loop je met een ruime boog omheen. Zeker als het apparatuur is die een groot deel van het jaar opgeslagen staat zoals voor een carnavalswagen. Na een paar seizoenen (eentje als je echt pech hebt) krijg je er gratis rookeffecten bij.

Voor de condensator kun je het best eentje uit de MKP of FKP reeks van WIMA nemen, voor de weerstand een 1W metaalfilmtype.

www.elba-elektro.nl | "The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."

Beste ohm pi,

Bedankt voor u reactie. Dat is wel handig om te weten wat de typische applicaties is voor de snubber netwerk en voor de vrijsloopdiodes. Ik had inderdaad deze opstelling al een keertje eerder gebruikt voor een h-burg, die opgebouwd as uit MOSFET. Echter had ik er niet meer aan gedacht om het ook voor een relais toe te passen.

Bedankt voor het delen van de kennis.

edit:
Beste maartenbakker:
Ik zag inderdaad die kant en klare blokjes bij farnell staan. Interessant om te horen dat dat geen goede oplossingen zijn, altijd handig om zulke dingen te weten. De condensator die ik op oog had zat in de categorie "Film Suppression & Safety Capacitors" van farnell. En daar zaten "toevallig" ook de MKP reeks bij alleen niet van de fabrikant WIMA. Echter is de snubber netwerk vervangen door een brugcel.

Brandon

[Bericht gewijzigd door Brandon op dinsdag 5 december 2017 22:38:09 (36%)