puntlasapparaat snubber berekenen.

Beste,

Ik heb een oud puntlasapparaat, nagekeken en getest, werkt prima, maar om de zoveel puntlassen gaat de verliesstroom eruit... Nu heb ik ontdekt dat het relais van de primaire voeding bij het uitschakelen soms een vonk trekt tot tegen de behuizing, waardoor de aarlek eruit gaat...

Het gaat om een puntlasapparaat met een vermogen van 10KvA, primair staat op 400V, de stroom blijft onder de 10A.

Nu is mijn vraag, hoe kan ik de vonkvorming in het relais verminderen? Zelf dacht ik aan een snubber, maar ik heb geen idee hoe groot.
Natuurlijk heb je verschillende standen op het apparaat waardoor de stroom ook wel wat varieert.
De weerstand van de primaire wikkeling is zo'n 135 Ohm. stroom maximum 10A en de spanning 400V

Alvast bedankt!

Is een betere isolatie niet mogelijk?

Anders een 220nF in serie met 100Ω 1W maar let wel dat ze beiden de hoge spanning aankunnen, de C moet 630Vac zijn.

edit: daarmee is de trafo niet meer volledig geisoleerd van het net, let op bij werkzaamheden.

[Bericht gewijzigd door MGP op 22 augustus 2019 09:18:10 (23%)]

LDmicro user.

Op 22 augustus 2019 09:15:46 schreef MGP:
?

een 220nF in serie met 100Ω

dat zijn standaardwaarden voor een snubber voor het afschakelen van +- 0,5A .

Het zal wel iets helpen tegen de hoge piekspanning, maar mogelijks niet voldoende. Ik zou meteen voor een grotere snubber gaan (hogere C, lagere R)

Mocht het gaan om een standaard contactor dan is het mogelijk tijd voor een nieuwe ?

Op 22 augustus 2019 09:53:47 schreef kris van damme:
Het zal wel iets helpen tegen de hoge piekspanning, maar mogelijks niet voldoende. Ik zou meteen voor een grotere snubber gaan (hogere C, lagere R)

Dat had ik ook eerst gedacht maar je moet een evenwicht vinden om de piekspanning bij uitschakelen te verminderen en de inschakelstroom bij het ontladen van de C als die opgeladen is tot 560Vt.
Een weerstand van 47Ω is volgens mij te laag door de hoge spanning.

Bij een snubber moet je de gulden middenweg vinden, maar hij kan het proberen.

LDmicro user.

Op 22 augustus 2019 11:01:24 schreef MGP:
[...]

Een weerstand van 47Ω is volgens mij te laag door de hoge spanning.

.

He ? de minimum waarde van een snubberweerstand wordt bepaald door de maximum stroom die de contacten aankunnen. In dit geval gaan dat geen kleine contactjes zijn.. :-)

Op 22 augustus 2019 11:01:24 schreef MGP:
[...]

Bij een snubber moet je de gulden middenweg vinden, maar hij kan het proberen

.

Das zeker, maar er zijn richtwaarden in functie van de te schakelen stroom.
Aangezien TS niet op zoek is naar het onderdrukken van radiostoringen, maar enkel de piekspanning naar beneden wil kan hij "klein" beginnen.

Je kunt ook een kleine weerstand (van een tiental ohm) nemen met een diode in serie, en parallel daaraan een wat grotere weerstand om de condensator te ontladen.

Met 100 ohm en een maximale stroom van 10A zou er 1kV over de weerstand staan, en het piekvermogen zou 10kW worden; dat is een flinke weerstand.

Omdat de transformator geen energie meer in de vlamboog kwijt kan, moet alles opgenomen worden door de snubber; als je de condensator te klein kiest, wordt de spanning daarover weer erg hoog, waardoor hij doorslaat als hij daar niet geschikt voor is.

Als alternatief kun je ook een 3-fase gelijkrichter nemen, met een paar flinke elco's, met daarover een weerstand in serie met een stel zenerdiodes die samen meer dan 560V zijn, zodat je alleen de overtollige energie weg hoeft te stoken. Misschien nog een weerstand van een paar ohm in serie om de stroom bij het inschakelen van de machine wat te beperken.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Op 22 augustus 2019 14:32:58 schreef SparkyGSX:
Met 100 ohm en een maximale stroom van 10A zou er 1kV over de weerstand staan, en het piekvermogen zou 10kW worden; dat is een flinke weerstand.

Slik, 10kW? al eens een commerciele snubber met ingebouwde weerstand gezien?

edit: voor in geval je zou twijfelen ;)
https://www.tokopedia.com/tektron/rc-snubber-0-25uf-600-ohm-...50nf-220nf

[Bericht gewijzigd door MGP op 22 augustus 2019 15:14:23 (18%)]

LDmicro user.

Ja piekvermogen, maar wat nu als dat piekvermogen maar 1 seconde is.
Dan is dat 10e3/60= 166 Watt.

"tijd is relatief"

Volgens mij 1RC tijd = 22µS dan kom je met moeite aan 1W.

LDmicro user.

Die 10KWatt klint spectaculair, maar is er maar oneindig kort, want zakt vanaf het moment van zijn ontstaan al in.

Op 22 augustus 2019 04:41:17 schreef Tokke79:
Beste,

Ik heb een oud puntlasapparaat, nagekeken en getest, werkt prima, maar om de zoveel puntlassen gaat de verliesstroom eruit... Nu heb ik ontdekt dat het relais van de primaire voeding bij het uitschakelen soms een vonk trekt tot tegen de behuizing, waardoor de aarlek eruit gaat...

Het gaat om een puntlasapparaat met een vermogen van 10KvA, primair staat op 400V, de stroom blijft onder de 10A.

Nu is mijn vraag, hoe kan ik de vonkvorming in het relais verminderen? Zelf dacht ik aan een snubber, maar ik heb geen idee hoe groot.
Natuurlijk heb je verschillende standen op het apparaat waardoor de stroom ook wel wat varieert.
De weerstand van de primaire wikkeling is zo'n 135 Ohm. stroom maximum 10A en de spanning 400V

Alvast bedankt!

Boel misschien eerst schoonmaken, zodat je geen kruipwegen meer hebt voor de spanning ?
Anders een nieuw (motor)relais van +/_ 20 Amp ac3 bij 400Vac

HD13, dat is nog de beste oplossing, weer voor jaren goed.

Tenzij dat er een andere oorzaak is wat ik steeds meer als mogelijkheid beschouw.

[Bericht gewijzigd door MGP op 22 augustus 2019 15:49:03 (42%)]

LDmicro user.

Op 22 augustus 2019 15:20:18 schreef MGP:
Volgens mij 1RC tijd = 22µS dan kom je met moeite aan 1W.

Eenheden zijn moeilijk... Een Watt is een eenheid van vermogen, als je dat gaat vermenigvuldigen met een tijd wordt het energie, in Joule.

Ik ken dat soort snubbers prima, er ligt een assortiment hier, maar die zijn niet bedoeld voor dergelijke belastingen. Ik heb al verteld wat er gaat gebeuren als je dat toch doet; alle energie uit de transformator gaat daarin zitten, waardoor de spanning dusdanig groot wordt dat hij intern doorslaat.

De andere mogelijkheid is dat de spanning dusdanig snel oploopt dat er alsnog een vlamboog over de contacten ontstaat, dan blijft de snubber wellicht iets langer heel, maar dan heb je het probleem alsnog niet opgelost.

@Martin V.: Wat is dat nou weer voor rare berekening? Je impliceert daarmee dat je het voor één seconde doet, en dan een minuut niet. Het gemiddelde vermogen zou dan 166W zijn, maar de piek is alsnog 10kW.

Het gemiddelde vermogen van één keer paar jaar blikseminslag is ook ontzettend klein, maar vreemd genoeg gaan de meeste dingen wel stuk van een directe blikseminslag!

Wat uiteindelijk bepalend is, is de energie die is opgeslagen in de transformator. Als de secundaire kant open is, heb je het dus over de primaire inductie keer de stroom in het kwadraat (de stroom zal in dit geval kleiner zijn, maar de inductie groter). Is de secundaire zijde belast (kortgesloten), dan is het de lekinductie keer de primaire stroom in het kwadraat. In dat geval is de stroom groter dan onbelast, maar de inductie (veel) kleiner.

Ik zou dus ofwel gewoon meer ruimte maken, eventueel de contractor vervangen en accepteren dat die een beperkte levensduur heeft, of het oplossen met een 3-fase gelijkrichter, maar elco's, zeners en een paar weerstanden. Dit is dus eigenlijk een RCD snubber, maar voor 3 fasen, zodat je wat onderdelen bespaart ten opzichte van een losse snubber per fase.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Op 22 augustus 2019 16:22:06 schreef SparkyGSX:
[...]Eenheden zijn moeilijk... Een Watt is een eenheid van vermogen, als je dat gaat vermenigvuldigen met een tijd wordt het energie, in Joule.

Jij bent begonnen met die 'flinke weerstand' :p

Op 22 augustus 2019 16:22:06 schreef SparkyGSX:
Ik ken dat soort snubbers prima, er ligt een assortiment hier, maar die zijn niet bedoeld voor dergelijke belastingen. Ik heb al verteld wat er gaat gebeuren als je dat toch doet; alle energie uit de transformator gaat daarin zitten, waardoor de spanning dusdanig groot wordt dat hij intern doorslaat.

Daar geloof ik niet veel van of ik begrijp totaal niet van wat je bedoelt met ' alle energie uit de transformator gaat daarin zitten'...wat kun je in een 220nF steken?

[Bericht gewijzigd door MGP op 22 augustus 2019 16:42:17 (50%)]

LDmicro user.

Op 22 augustus 2019 16:31:07 schreef MGP:
Daar geloof ik niet veel van

Wiskunde liegt niet, dus reken het zelf maar eens uit.

Die transformator heeft een primaire inductie in de orde van grootte van 100mH, als daar 10A door loopt, hoeveel energie is dat? Voorheen ging die energie in de vlamboog zitten (daarom was dat ook een dikke lange vlamboog), nu probeer je dat te voorkomen, door de helft op te slaan in een condensator, en de andere helft op te stoken in een weerstand. 100mH en 10A geeft 5J, maar die 10A is de RMS waarde, neem ik aan, dus de worst-case piekwaarde is 14A, dus dat geeft 10J, en als je de helft daarvan in een 220nF condensator stopt wordt dat bijna 10kV.

Nu kun je zeggen "dat geloof ik niet", maar dan mag je ook aangeven met welke van mijn aannames of berekeningen je het oneens bent.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Het grootste deel zal in de vlamboog blijven zitten veronderstel ik en voor de rest begrijp ik het niet en kan het dus ook niet uitrekenen maar dat zal met de leeftijd te maken hebben denk ik.

Een nieuw relais is verstaanbaarder :)

LDmicro user.

Als de snubber zijn werk doet is er helemaal geen vlamboog meer, want die beperkt de spanning over het contact in de korte tijd nadat ze beginnen te openen, zodat de contacten de tijd hebben om uit elkaar te bewegen.

Om een vlamboog te maken heb je een spanning nodig van ongeveer 3kV/mm (bij atmosferische druk en afgeronde contacten), maar als de vlamboog eenmaal bestaat, is de spanning slechts 30V/mm. Als je kunt voorkomen dat de spanning beperkt wordt tot een voldoende lage waarde als de afstand tussen de contacten nog maar een fractie van een millimeter is, blijf je daarna onder die 3kV/mm, en komt er dus helemaal geen vlamboog.

Dit betekent dus dat je alle energie uit die transformator op een beheerste manier moet afvoeren.

Een nieuwe contactor met voldoende isolatie, of wellicht het verplaatsen van de bestaande contactor, is waarschijnlijk de simpelste oplossing, maar de contacten daarvan hebben het alsnog zwaar, dus die zullen vroeg of laat een keer verbranden. Goed mogelijk dat dat jaren duurt, als het ding lomp genoeg is.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Als je die 10J in snubber zou willen stoppen wat voor waarden en grootte van componenten zou daar dan theoretisch bij horen. Gewoon uit interesse in welke orde grote van componenten ik aan moet denken.

JE sprak over een 3 fase gelijkrichter maar een puntlas transformaotr is gewoon een enkelfase transformator kan je dan niet beter gewoon een normale gelijkrichter gebruiken ?

stopt wordt dat bijna 10kV.

Zal denk ik wel niet ik denk dat je bij een lagere spanning al die vlamboog weer krijgt over de contacten :).

IK neem dat als je een groot relais hebt met een zware spoel dat er ook een zware veer inzit waardoor de contacten sneller openen dan bij een klein relais met een licht veer?

Ik heb hier een 300A DC relais liggen en die krijg je toch moeilijk met de hand dicht gedrukt.

[Bericht gewijzigd door benleentje op 22 augustus 2019 18:50:38 (21%)]

Op 22 augustus 2019 17:49:51 schreef SparkyGSX:
[...]
Wiskunde liegt niet, dus reken het zelf maar eens uit.

Die transformator heeft een primaire inductie in de orde van grootte van 100mH, als daar 10A door loopt, hoeveel energie is dat? Voorheen ging die energie in de vlamboog zitten (daarom was dat ook een dikke lange vlamboog), nu probeer je dat te voorkomen, door de helft op te slaan in een condensator, en de andere helft op te stoken in een weerstand. .

Nu zie je een ding over het hoofd. de trafo is niet onbelast, maar is normaal gezien secundair kortgesloten door de puntlaskop. Dit maakt dat niet alle energie terug komt via de primaire, bij openen van het contact. gelukkig maar, anders was een Ctje van 10µF nog niet voldoende.
Dan is er nog het volgende... bij grote verbruikers is de vonkvorming door de inductie van de aanvoerleiding ook niet te verwaarlozen..
Mogelijk is een vonkblusser op de trafo + een vonkblusser over het contact het beste comprosis. Geen van beiden heeft dan te grote waardes..

De TS heeft het over 400V, dus ik had aangenomen dat het om een 3-fase transformator ging, al zou het natuurlijk best mogelijk zijn dat het een enkelfasige transformator is op 400V, dus tussen twee fases.

Het sommetje is vrij simpel; het verband is E = 1/2 * C * U^2, dus voor E = 5J, en een spanning van, zeg, 1kV, heb je dus ( 5 / 1000^2 ) * 2 = 10uF nodig (aangenomen dat de condensator leeg is als je begint).

De totale spanning is natuurlijk gelijk aan de spanningsval over de weerstand plus de spanning over de condensator. Aangezien de spanning over de condensator op 0V begint, en de stroom op 14A (worst-case), valt alle spanning over de weerstand, dus om onder 1kV te blijven mag die maximaal ~71 ohm zijn.

Als de condensator halfvol is (kwa energie), is de spanning daarover de wortel van 1000^2/2, dus ongeveer 700V. Ik denk dat de stroom dan 5A is geworden, dus dat geeft nog 300V marge voor de weerstand, ergo 60 ohm.

Ik bedenk net dat de netspanning effectief, voor de snubber, in serie staat met de transformator, en ik denk dat dit het verhaal nog iets moeilijker maakt. Het scheelt wel dat er 2 snubbers in serie staan, over elk contact één, aangenomen dat die goed genoeg tegelijk openen. Wellicht is het beter om de snubbers niet over de contacten maar over de primaire wikkelingen van de transformator te zetten, maar daar moet ik nog even over nadenken.

@kris van damme: dat heb ik niet over het hoofd gezien, daar heb ik het een paar berichten terug over gehad, en je hebt zeker gelijk dat het dan wat minder energie zal zijn, maar ik heb met de worst-case gerekend, anders zou de snubber ontploffen als je de transformator ooit zou uitschakelen terwijl de elektrodes geen goed contact maken.

Echter, zonder secundaire stroom zal de primaire stroom ook kleiner zijn. Om dit netjes te kunnen berekenen, zouden er de primaire inductie en lekinductie van de transformator moeten weten, maar waarschijnlijk heeft de TS geen apparatuur om die te kunnen meten.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Op 22 augustus 2019 19:12:37 schreef SparkyGSX: waarschijnlijk heeft de TS geen apparatuur om die te kunnen meten.

waarschijnlijk niet. maar is ook niet nodig. beetje experimenteren met boven opgeven waardes kan tot het gewenste resultaat leiden.

dus dat geeft nog 300V marge voor de weerstand, ergo 60 ohm.

Voor 60Ω en 14A zit je met een weerstand van 11.76kW piek vermogen. Nu zou dat dat met een 100W weerstand kunnen maar moet er wel een type zijn die dat piekvermogen aankan.

Hoe zou dat ander zijn als je nu een gelijkrichter neemt en een dikke elco van 400V dan krijg ik een C = (5 / 4002) * 2 = 62.5uF.
Condensator half vol wortel van 400^2/2 = 283V hou je 117V voor de weerstand 23.4Ω met 4.5kW piekvermogen Ergo condensator zou nog groter mogen.

Als ik dan een elco van 1000µF neem dan heb ik nog maar 100V over de elco. Als die halfvol zit valt daar 70V over en 30V over de weerstand die bij 5A nog maar 6Ω hoeft te zijn.
14A door 6Ω geeft een piekvermogen van 1.17kW Dat moet goed te doen zijn zou ik zeggen.

Op 22 augustus 2019 16:22:06 schreef SparkyGSX:
[...]Eenheden zijn moeilijk... Een Watt is een eenheid van vermogen, als je dat gaat vermenigvuldigen met een tijd wordt het energie, in Joule.

@Martin V.: Wat is dat nou weer voor rare berekening? Je impliceert daarmee dat je het voor één seconde doet, en dan een minuut niet. Het gemiddelde vermogen zou dan 166W zijn, maar de piek is alsnog 10kW.

Ja maar dan zegt dat vermogen ook niet veel en kunnen we beter direct over Joule praten.

"tijd is relatief"

Natuurlijk zegt vermogen gewoon zijn eigen ding het een kan niet zonder het ander.

Als ik een 10Ω weerstand voor een piekvermogen van 1000W zoek moet ik toch in de specificatie van de weerstand gaan kijken naar de kleinste weerstand die dat piekvermogen aankan.
Als dat piek vermogen maar 1nS duurt zou dat best in een 5W weerstand kunnen maar duurt dat 10mS zou dat misschien een 250W weerstand moeten worden.
Daarbij zal het wel helpen als de datasheet ook de energie erbij vertellen die de weerstand gedurende bv 10mS mag verwerken.