RC snubber over relais?

Ik heb een motor

die ik met een 10A relais wil schakelen. Ik heb op de print een plekje voor een RC snubber voorbereid, maar op het ogenblik zit daar nog niets op.

Duty cycle zal in bedrijf iets van 2x per dag een paar uur zijn. (waarschijnlijk 1x per dag op advies van een externe sensor, en als dat niet triggerd na 24h vanzelf. Ik verwacht heel vaak 1x per dag, soms 2x per dag (bijvoorbeeld als ie za/zo op de 24h timer is gegaan en dan op maandag weer moet) en zelden meer. )

heeft iemand een aanbeveling voor wat voor waardes ik moet kiezen? Ik heb wat op het internet lopen zoeken en dan waren er sites die "nominale spanning / max stroom voor het schakelelement" voor de weerstand aanraden en dan een condensator zoadat alle energie in de L er inpast. Nu kan ik hem even aan de goedkope RLC meter hangen, maar is dat een realistische benadering? De motor zal eigenlijk op zich al ruim 10A trekken even bij het opstarten....

Of een betrouwbare site waar een aanbevelding wordt gedaan?

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Ik gebruik voor 'lichte' gevallen meestal de standaard 100nF/100Ω en voor 'zwaardere' gevallen 330nF/33Ω, dat werkt goed...

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Voor snubbers heb ik eens genoteerd:
0,5-1µF per geschakelde ampere
0,5-1Ω per geschakelde volt

Raadpleeg de gebruikscategorieen van je relais.
Zal wel 10A voor AC1 zijn maar wat vertellen ze voor AC3 en AC15

mel

Golden Member

De leverancier van de magneetschakelaar heeft ook de r/c snubbers, en die passen dan gewoon op je relais.

u=ir betekent niet :U bent ingenieur..

Dat kan ik helaas niet vinden in het datasheet.

Kijk je bij een iets meer respectabele leverancier/merk, dan vind je ook niets. Hier alleen dat de 10A geldt voor AC1.

Kijk je bij de beste, dan wordt de hele AC1 ook al niet genoemd.

Ik weet niet wat termen als AC1 en AC3 betekenen dus ik kan alleen text-searchen.

0.5 - 1 Ohm per volt is gewoon "1-2A" (op t=0).

Arco zit 2.3x hoger, Klinkt redelijk.

De condensatoren zitten (veel) verder uit mekaar. Jij komt op 1.5-3.3µF. Arco op 0.1uF.

Goed, ik ga eens kijken of ik een 100nF ... 1uF condensator kan vinden en een 100 ohm 1206.... Ik heb geloof ik 180.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
fatbeard

Honourable Member

https://daycounter.com/Calculators/Snubbers/Snubber-Design-Calculator.…
geeft misschien wat meer inzicht in de materie...

Ik moet ergens een uitgebreider document hebben, moet daar alleen 'even' naar zoeken.

Een goed begin is geen excuus voor half werk; goed gereedschap trouwens ook niet. Niets is ooit onmogelijk voor hen die het niet hoeven te doen.

Helaas alleen toepasbaar bij DC. Ik heb een AC motor.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Ik gebruik een vaak een AU1201 en soldeer er draadjes aan en schroef die direct op het relais. Ik heb daar goede ervaringen mee.

https://www.onlinecomponents.com/en/okaya-electric/au1201-12040263.htm…

Helaas alleen toepasbaar bij DC. Ik heb een AC motor.

Ik dacht dat het voor het relais zelf was want die geven de meeste problemen tijdens het schakelen zeker als die stuurspanning ui je elektronica komt.

Maar die AU1201 is voor AC

[Bericht gewijzigd door benleentje op 21 september 2022 21:29:41 (38%)

Het relais trekt 70mA ik gebruik een mosfet die makkelijk 1A aankan, maar ze zijn goedkoop en ik heb er veel van liggen.

Ik blus dat met een diode die 200mA aankan. Maar de variant waar ik er veel van heb liggen daar zitten er twee van in een huisje -> zou 400mA aan moeten kunnen. Dat is wel afgevangen. Het gaat om "best practices" voor de AC kant. Ik wil zo min mogelijk storing het net op sturen, en m'n relais zo lang mogelijk heel houden. Vooral dat laatste.

Als ik het goed begrijp wordt een relais normaliter op 105 schakelmomenten gespecificeerd. Dat zijn dan schakelmomenten op nominale belasting, 10A. Maar eigenlijk is het aantal schakelmomenten maal de stroom van belang. Die is in dit geval maar ongeveer 3A, dus ik kan hopen op ongeveer 3E5 shakelingen. Dan zitten we nog niet aan de 106 die opgegeven wordt voor "mechanische schakelmomenten". Nu is de verwachte levensduur van het hele apparaat zeg 5 jaar, dus dan kom ik op "benodigde aantal schakelmomenten 7300. Daar zit lekker wat marge tussen, maar als de boel bij het afschakelen van de 3A belasting leuk gaat staan vonken, dan kan het zomaar veel minder worden. /daar/ wil ik wat aan doen.

Edit. Voor zover ik kan zien is dat AU1201 ding gewoon een 120 Ohm weerstand en een 0.1uF condensator in 1 huisje. Dat komt verdacht dicht in de buurt van wat Arco voorstelde. Zelf bouwen -> niet tot april 2023 wachten voordat ze weer beschikbaar zijn. Anderzijds, als de FABRIKANT zelf geen datasheet heeft heb ik er niet zo'n vertrouwen in...
Voor

[Bericht gewijzigd door rew op 21 september 2022 21:52:17 (13%)

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Dat zijn dan schakelmomenten op nominale belasting, 10A. Maar eigenlijk is het aantal schakelmomenten maal de stroom van belang. Die is in dit geval maar ongeveer 3A, dus ik kan hopen op ongeveer 3E5 shakelingen.

Bij een goed relais zit een datasheet en daarin staat ook hoeveel stroom het relais mag schakelen bij een AC3 belasting. Dat zal voor een 10A relais ongeveer 1 / 2A zijn. En dan is dit relais te licht voor een motor van 3,5A als je het maximaal aan schakelmomenten wilt halen.

Maar als jij 7300x schakelen uitrekent moet dat niet zo een probleem zijn.

Het is bij een motor voor het inschakelen waar het relais het zwaar heeft het uitschakelen veel minder dan help een snubber ook niet veel. Inschakelstroom is ergens 6 tot 10x groter dan de nominale stroom en kan bij een motor nog redelijk lang zijn.
Vorig jaar of langer was er een vrij uitgebreid topic over snubbers en hoe je die voor verschillende belastingen kan bereken. 230V 3,5A is ander als waar ik die au2101 voor gebruik. Dat is op een relais van 230V met enkele mA's. Ik heb het idee dat dat ook uitmaak voor je snubber.

vergeten

Golden Member

Op 21 september 2022 20:27:44 schreef rew:
Helaas alleen toepasbaar bij DC. Ik heb een AC motor.

Dat kan ook!
Een Wisselspanning is niet meer of minder dan een wisselende DC spanning en zal op het afschakelmoment positief of negatief zijn.

De inductieve motorwikkeling zal de stroom, van dat afschakelmoment, in stand willen houden en veroorzaakt een tegengestelde spanning, met bijbehorende vonk over het relais-contact, als reaktie.

Een snubber blust die vonk en beschermd daarmee het relais-contact tegen inbranden van de contacten door uitschakelvonken.
Als die bescherming (door te spelen met de R en C waarden) voldoende is kan een betere bescherming geen kwaad, tenzij je de snubber condensator honderden µF's gaat maken :) Dan gaat de motor al draaien bij open relais-contact en zal de R in de snubber oproken.

Doorgaans schrijf ik duidelijk wat ik bedoel, toch wordt het wel anders begrepen.
fatbeard

Honourable Member

Sterk punt: een snubber verlaagt de isolatiewaarde van je relaiscontact...
Wel iets om rekening mee te houden.

Een goed begin is geen excuus voor half werk; goed gereedschap trouwens ook niet. Niets is ooit onmogelijk voor hen die het niet hoeven te doen.

Op 21 september 2022 23:19:20 schreef benleentje:
[...]Bij een goed relais zit een datasheet.

Volgens die definitie heb ik een goed relais.

Of bedoel je een datasheet waarin staat hoeveel stroom AC3 ie mag schakelen?? Dan heb ik geen "goed relais".

Maar dan vraag ik je: Help me alsjeblieft om een goed relais met die spec te vinden. Ik heb 25 datasheets van power relays bij Farnell bekeken en geen enkele had een AC3 specificatie.

@vergeten: Een RC snubber natuurlijk wel, maar alles behalve het eerste voorstel op die pagina had diodes en zeners en zo.

Op 21 september 2022 23:19:20 schreef benleentje:
Het is bij een motor voor het inschakelen waar het relais het zwaar heeft het uitschakelen veel minder dan help een snubber ook niet veel.

Daar maakte ik me eerst ook zorgen over....

Maar een motor is een inductie. Dus als hij via het relais "ineens" spanning krijgt, dan gaat dan pas de stroom toenemen.

Het relais schakelt dus in dit geval nul stroom.

De max stroom wordt ook opgegeven omdat dingen binnenin warm worden. Maar in 2 sec is er zelfs onder gemiddeld 5A belasting voldoende tijd om weer af te koelen: "max 1800 cycles per uur".

Waar ie wel van op z'n donder krijgt is als er een bounce is. Er wordt opgegeven: 10ms activation time, maar ik denk dat dit in de praktijk betekent dat ie bijvoorbeeld na 6-9 ms reageert en dan binnen 1ms definitief verbinding maakt. De vraag is dan: Zou er al 10A(+) lopen na 1ms?

Op 22 september 2022 08:49:30 schreef fatbeard:
Sterk punt: een snubber verlaagt de isolatiewaarde van je relaiscontact...
Wel iets om rekening mee te houden.

Ik zag iets staan van withstand voltage: 1500V. Als ik 100nF in m'n snubber zet dan gaat er altijd ongeveer 7mA aan stroom lopen. Dus ook met het relais uit is het niet verstandig om de geschakelde draad aan te raken. En stel dat er een 1000V bliksempiek over m'n 230V komt te staan. Het relais kan er tegen, de condensator niet. Plof, geen snubber meer? Ik denk dat de gevolgen redelijk beperkt zijn. Of zie je grotere gevaren?

Op 21 september 2022 23:36:29 schreef vergeten:
Een snubber blust die vonk en beschermd daarmee het relais-contact tegen inbranden van de contacten door uitschakelvonken.

Precies. En daarbij realiseer ik me nu vanochtend dat je ook de bounces bij het aanschakelen moet meetellen: Die ZOUDEN wel eens kunnen plaatsvinden bij een hogere stroom dan de nominale 3A.

Als die bescherming (door te spelen met de R en C waarden) voldoende is kan een betere bescherming geen kwaad

Goed. Maar hoe bepaal ik "dat de bescherming voldoende is". Moet ik 1s aan 5sec uit gaan doen om 600 schakelmomenten per uur te krijgen en dan diverse relais totdat ze kapot gaan testen met verschillende RC combinaties? Dat moet sequentieel want ik heb maar 1 motor. Die 5-6 sec uit is nodig omdat anders de motor nog draait dat is niet eerlijk. (of ik moet een belasting zien te vinden...)

[Bericht gewijzigd door rew op 22 september 2022 09:40:53 (17%)

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Of bedoel je een datasheet waarin staat hoeveel stroom AC3 ie mag schakelen?? Dan heb ik geen "goed relais".

Maar dan vraag ik je: Help me alsjeblieft om een goed relais met die spec te vinden. Ik heb 25 datasheets van power relays bij Farnell bekeken en geen enkele had een AC3 specificatie.

Je hebt wel een punt meeste datasheets van wat kleinere relais die ik net even snel bekeken heb staat niets over AC3.

Ik was in de war met de zwaardere relais die ik vaak gebruik in een schakelkast op din-rail. Maar voor die relais geven ze dan wel AC3 op maar niet als als je bv TL- of ledverlichting wilt schakelen het is altijd een klein beetje gokken.

Ik kwam in die datasheets voor kleinere relais wel vaak AC15 tegen dat zit ergens tussen AC1 en AC3 in, dat geeft je in ieder geval een richting. Voor AC3 zou je denk ik die waarde nog eens minimaal door 1,5 moeten delen.

Hier nog een link naar wat die gebruikers categorieën inhouden
https://nl.wikipedia.org/wiki/Gebruikscategorie

GJ_

Moderator

Op 21 september 2022 16:32:06 schreef rew:
Kijk je bij een iets meer respectabele leverancier/merk, dan vind je ook niets. Hier alleen dat de 10A geldt voor AC1.

Kijk je bij de beste, dan wordt de hele AC1 ook al niet genoemd.

Ik weet niet wat termen als AC1 en AC3 betekenen dus ik kan alleen text-searchen.

Uit de Finder manual:

Single phase motor rating (230 V AC) kW 0.37 (NO)

Da's genoeg dus, net.

Een heeeel klein stukje uit een lange lijst:

AC-1 Non-inductive or slightly inductive loads, example: resistive furnaces, heaters
AC-2 Slip-ring motors: switching off
AC-3 Squirrel-cage rotor: starting, switches off motors during running time
AC-4 Squirrel-cage motors: starting, plugging, inching

Een motor is inductief, dus in de korte tijd dat het relais nog bezig is het schakelen (contactdruk nog laag, eventueel nog wat aan het denderen) zal de stroom nog laag zijn; het veld moet immers nog opgebouwd worden. Die 5-10x Inom (of net wat je wilt aanhouden) loopt in gedurende een aantal (enkele tot tiental) cycles van de sinus, maar niet op het allereerste moment.

Het inschakelen lijkt me dus niet zo'n probleem.

De snubber heeft als doel de vlamboog bij het uitschakelen te onderdrukken. Om dat voor elkaar te krijgen, moet de spanning over de relaiscontacten beperkt worden tot een waarde waarbij geen vlamboog kan ontstaan. Ze het eerste moment, waarbij de contacten net van elkaar los zijn, maar er nog geen significante afstand is, is dat belangrijk. Als er op dat moment geen vlamboog is, zal die ook niet gemakkelijk meer ontstaan op een later moment, tenzij je de spanning laat oplopen tot in de kilovolts.

Als je uitgaat van een RC snubber, kun je best een redelijke schatting maken van de capaciteit en weerstand die je nodig hebt.

Om te beginnen moet je een schatting hebben van de maximale lading in de spoelen van de motor; hiervoor heb je de inductie en piek van de nominale stroom nodig. Als je deze lading in een RC circuit gaat dumpen, stop je altijd de helft in de totale weerstand van het circuit, en de helft in de condensator. Als je weet wat je als maximale spanning wilt hebben, kun je dus de capaciteit en de werkspanning van de condensator bepalen.

Voor de weerstand spelen er een paar factoren. Als je de weerstand te klein kiest, gaat er tijdens het inschakelen van het relais een grote stroom door de weerstand en condensator lopen, en die stroom loopt natuurlijk door het relaiscontact, dat op dat moment nog bezig is met sluiten. De toelaatbare initiële stroom geeft je een minimale weerstandswaarde.

De maximale waarde, aan de andere kant, wordt min of meer bepaald door de spanning die je tijdens het openen van de contacten wilt toelaten. Hoe hoger de waarde, des te hoger de spanningsval, en des te langer het duurt voordat de vlamboog over de contacten dooft. Dat betekend dat je een groter deel van de totale energie in de contacten steekt, die daardoor stuk gaan.

De weerstand en condensator vormen samen natuurlijk een circuit waar stroom door kan lekken. Als je op waardes uitkomt (de condensator is daarbij dominant) waarbij die stroom onacceptabel groot wordt, kun je proberen de waarde van de condensator te verlagen en de werkspanning te verhogen, voor dezelfde totale energie. Daarmee wordt de lekstroom kleiner, maar de maximale spanning over de relaiscontacten groter.

Voor de snubber staat de spanning van de spoel in serie met de netspanning, dus die moet je erbij optellen, maar dat is niet zo dramatisch als het in eerste instantie lijkt. Wanneer de stroom (en dus de lading) maximaal is, is de netspanning in de buurt van de nuldoorgang, en rondom de top van de sinus is de motorstroom veel lager; voor een zuivere spoel zou het 0 zijn, maar de faseverschuiving is natuurlijk geen 90 graden want als de maximale stroom loopt is er ook een significante reëele stroom.

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

Moderator

Op 22 september 2022 16:16:49 schreef SparkyGSX: Die 5-10x Inom (of net wat je wilt aanhouden) loopt in gedurende een aantal (enkele tot tiental) cycles van de sinus, maar niet op het allereerste moment.

Hou bij nieuwe motoren maar gewoon 10 tot 15x aan.

Ook bij deze half PK?

Hmm. Op basis van de DC weerstand kom ik op ongeveer 41A! Verrek dat is gewoon binnen de range die je noemt!

@sparky...

0.5 L I2 = 0.166J.

I=3.5, L = 38mH.

ALs ik U = 500 kies. dan kom ik op ongeveer een C van 1uF:

0.5 C U2 = .125J.

(dit is boven "de helft", de andere helft gaat in de R zitten zei je).

Volgens mij moet ik dan nog de juiste R kiezen: Als ik R=0.001 Ω zou kiezen dan verwacht ik eigenlijk dat 100% van de spoel-energie in de condensator kan komen.

Even weer naar de schoolbanken. Voor kritische demping alpha = ω0 en dat heb ik herleid tot R = 2 sqrt (L) / sqrt(C) .

Ik kom dan met 38mH en 1uF op 389 Ohm uit.

Ik had een 500V condensatortje in m'n winkelwagen gegooid, maar dat is veel te weinig... Eens?

@eerdere GJ bericht... Ahhh. Met een - tussen de AC en de 3 is ook een schrijfwijze. Mogelijk heb ik er dan een zwik over het hoofd gezien.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Zelf zou ik iets kiezen uit de Finder 40.61 of 41.61 reeks.
Je kunt ook snubberen met een VDR of een bi-directionele TVS

Kijk je bij de beste, dan wordt de hele AC1 ook al niet genoemd.

AC1 = DC1 wat scheelt het word inderdaad bij nooit exact zo benoemd maar dat is ook gewoon de rating die op het relais zelf staat

https://www.farnell.com/datasheets/2182434.pdf
In bovenstaande manual staat op blz boven het onderste blok gegevens contacts.

Met boven in het gegevens blok Resitive load = ongeveer AC1=DC1 en daarnaast inductieve lead cosφ = 0,4. Lead zal wel een type zijn ;).
Maar om eerlijk te zijn zegt dat me ook niets. Ik weet nog vroeger op school bij kabelberekening hadden ze het vaak over een lasapparaat met cosφ = 0,4
met verschillende vermogens. Een motor heet een cosφ van toch minimaal 0,7 dacht ik.
IK vind het altijd maar vreemd als je in een datasheet niet de gewoon enigszins gangbare dingen kan vinden zoals resitive load, AC motor load en DC motor load

Met een - tussen de AC en de 3 is ook een schrijfwijze.

Dat is ook mijn fout dat wist ik ook niet

Op 22 september 2022 17:27:25 schreef rew:
(dit is boven "de helft", de andere helft gaat in de R zitten zei je).

Volgens mij moet ik dan nog de juiste R kiezen: Als ik R=0.001 Ω zou kiezen dan verwacht ik eigenlijk dat 100% van de spoel-energie in de condensator kan komen.

Eh, bij nader inzien is dat hier waarschijnlijk wel het geval ja, aangezien de spoel, op korte termijn, een stroombron is; meestal gebruik ik snubbers op plaatsen waar de spanning gegeven is (motordrives en switchmode supplies e.d.), en daarbij valt in het begin alle spanning over de weerstand, aan het eind alle spanning over de condensator, en gemiddeld komt het dan uit op allebei 50% van de energie.

Je zou de weerstand kunnen uitrekenen voor de kritische demping, en dat voelt wel elegant, maar eigenlijk is dat niet nodig; het mag best een tijdje slingeren, daar heeft dat relais geen last van, en als de frequentie laag is ook niemand anders.

Als je een RC snubber met een R van 0.001 ohm parallel zet met het relaiscontact, gaat daar een hele grote stroom lopen als de condensator opgeladen is terwijl je het contact sluit (afhankelijk van de exacte timing kan de spanning over de condensator een aanzienlijk deel van de 325V piek zijn).

Het vervelende van een weerstand van 389R is dat daar, als er 3.5A door de spoel loop, bijna 1kV over valt. Dat is waarschijnlijk hoog genoeg om de vlamboog over het relaiscontact in stand te houden, dus die weerstand zou lager moeten zijn.

0.5 L I2 = 0.166J.

I=3.5, L = 38mH.

Eh, nee? Mijn rekenmachine zegt 0.233J

Eigenlijk denk ik dat je er met alleen een RC snubber niet gaat komen, omdat de weerstand laag genoeg moet zijn om bij het uitschakelen de spanning laag te houden, en tegelijk hoog genoeg om bij het inschakelen geen al te grote stroompiek door de cap te laten lopen.

Je zou een bruggelijkrichter met daarin een elco met een bleeder weerstand kunnen gebruiken; daarmee is de weerstand nagenoeg 0, dus de spanning is bij het uitschakelen nog een tijdje laag, en alsnog gaat er bij het inschakelen van het relais geen idiote stroom lopen. Echter, op het moment dat je de netspanning inschakelt gebeurd dat wel, dus daar zou dan weer een inrush current limiter (NTC) voor moeten.

Allemaal niet bepaald ideaal.

[Bericht gewijzigd door SparkyGSX op 22 september 2022 19:18:25 (21%)

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

volgens mij echt niet hoor.

https://nl.wikipedia.org/wiki/Gebruikscategorie
Als ik via bovenstaande website kijk staat er bij AC1 en DC1 bijna hetzelfde

AC-1: Niet inductieve of zwak inductieve last, weerstandsoven, frequentieregelaar
DC-1: Niet inductieve of zwak inductieve last, weerstandsoven

Wat me deed besluiten dat ze dan wel hetzelfde zijn. IK weet ook nietwat ik er anders van moet maken? ;).

Dus vergeef het me als ik het fout heb!

GJ_

Moderator

Een DC verwarming schakel je met een heel ander soort contactor dan die zelfde weerstand op AC.
En als je het met een normale doet zet je vaak enkele contacten in serie.

De belasting is wel het zelfde, maar de schakelaars niet.

Lambiek

Special Member

@rew,

Dat je geen kleine softstarter maakt, dan heb je die problemen niet. Plus dat het lekker rustig aanloopt.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.