Auslegung der Schutzeinrichtung für Magnet beim Stromausfall

[batigoal]

Hallo ,

ich wende mich an Sie weil ich Hilfe brauche um diese Schaltung zu dimensionieren.
Die Schaltung soll so dimensioniert werden, dass beim Stromausfall die Energie bzw. der Strom des Magnets über den Thyristor
abgebaut wird.
Die Schaltung ist in der alten Anlage eigesetzt und hat die folgende Spez. U=350V/ I=1500A.
Nun kommt eine neue Anlange mit folgende Spez. U 170V / I = 3000A
wie kann ich hier vorgehen für die Dimensionierung.

 

[derschwarzepeter]

Was soll diese Schaltung GENAU machen?
Warum tut das nicht eine simple Freilaufdiode?

 

[batigoal]

leider wurde mir das in der Hand gedrückt. Es wurde mir erzählt:
Die Schaltung dient kurzzeitig zur Abnahme des Stromes wenn der Strom in der Anlage ausfällt oder die Spannung weg ist. Ziel ist es der Strom aus der Induktivität des Magnets nicht die anderen Bauelemente kaputt macht. Die Entladung geht über den thyristor.
den Schalter wird über einen Schütz gesteuert

 

[derschwarzepeter]

Ziel ist es der Strom aus der Induktivität des Magnets nicht die anderen Bauelemente kaputt macht. Die Entladung geht üb...

...licherweise über eine Freilaufdiode.
Die ist viel schneller als deine schützgesteuerte Thyristor-Schaltung:
Bis DIE durchsteuert, hat die Selbstinduktionspannung der Induktivität schon die restliche Elektronik gegrillt.

Was soll diese Schaltung GENAU machen?

 

[batigoal]

Aber die Freilaufdiode kann leider keine 1500 oder 3000 A Aushalten

 

[derschwarzepeter]

Wer sagt das?
Du musst nur einen entsprechende Diode wählen
oder kannst auch mehrere parallelschalten,
insbesonders weil du ja einen Dämpfungswiderstand im System hast!

Was soll diese Schaltung GENAU machen?

Gibt doch die GANZEN Rahmenbedingungen bekannt!

 

[motmonti]

Die Schaltung ist doch so eh nicht stimmig!? Der Schützkontakt ist als Schließer dargestellt, also stromlos offen. Was soll der also im Betrieb ausrichten, den Thyristor durchsteuern? Das gibt einen schönen Knall.. Die Freilaufdiode von Peter ist die einzige Lösung, oder ein Kondensator vielleicht noch!

 

[batigoal]

der Schützkontakt ist ein Öffner. Beim Stromausfall öffnet sich

 

[motmonti]

Ist er nicht! Kontakte werden im stromlosen Zustand dargestellt und somit ist es ein Schließer! Deswegen macht die Schaltung keinen Sinn!

 

[derschwarzepeter]

Nicht unbedingt: Unsere Schaltpläne werden durchaus auch stromdurchflossen dargestellt!
Die Schaltung macht aber dennoch keinen Sinn,
denn dann würde der Thyristor bei Abfallen des Schützes SPERREN und nix abbauen.

 

[motmonti]

Nicht unbedingt: Unsere Schaltpläne werden durchaus auch stromdurchflossen dargestellt!

Wer soll dann noch durchsehen? Es gilt nun mal das stromlos dargestellt wird. Die Schaltung macht so oder so keinen Sinn meine ich. Angenommen der Kontakt wäre bei anliegender Spannung geschlossen, dann würde der Thyristor durchsteuern und die Betriebsspannung kurzschließen. Wäre der Kontakt stromlos geschlossen, würde dem Thyristor bei abfallender Betriebsspannung die Basisspannung zum durchsteuern fehlen, was soll da so abgebaut werden. Abgesehen davon sind bei einer Reaktionszeit von 0,2s für den Kontakt eh alle Messen gelesen was den Abbau irgendwelcher Selbstinduktionsspannungen geht. Also passt hier irgendetwas nicht zusammen.

 

[derschwarzepeter]

Abgesehen davon sind bei einer Reaktionszeit von 0,2s für den Kontakt eh alle Messen gelesen was den Abbau irgendwelcher Selbstinduktionsspannungen geht.

Yepp! (Was dann noch nicht zerbraten ist, braucht auch keinen Thyristor mehr.)

Was die Funktion der Schaltung angeht, so seh ich das durchaus so wie Motmonti,
aber "stromdurchflossene" Schaltpläne findet man oft dort, wo die Schaltungen IMMER in Betrieb sind,
z.B. bei Kraftwerksanlagen, in der Stellwerkstechnik, usw.
(Garstigerweise steht dann da üblicherweise KEIN Vermerk wie z.B. "stromdurchflossen dargestellt!" drauf;
man muss das aus verschiedenen Funktionen erraten, wie z.B. eingelegt gezeichneten Schutzschaltern.
GANZ garstig sind Schaltpläne, die TEILWEISE stromlos und TEILWEISE stromdurchflossen dargestellt sind,
aber das hat dann kein System, sondern ist schlicht historisch gewachsene Schlamperei.)

 

[batigoal]

ich habe entschieden eine enstprechende Freilaufdiode einzubauen. Nun hätte ich eine Frage wie ich den Dämpfungswiderstand dimensioniere

 

[derschwarzepeter]

Wir können dir da leider nicht helfen, weil du uns noch immer keinen Überblick über DAS GANZE vermittelt hast,
aber durch die Freilaufdiode fließt nach dem Abschalten MAXIMAL der Strom, den die Induktivität geführt hat.
Wenn die komplette Stromversorgung ausfällt, teilt sich dieser Strom auch auf die restlichen Verbraucher im Stromkreis auf.
Der Strom klingt dabei (in etwa) nach einer e-Funktion nach der Zeitkonstante R/L ab,
wobei das L die Induktivität des "Elektromagneten" ist und R der ohmsche Widerstand der Wicklung.
Insofern ist ein Dämpfungswiderstand eigentlich gar nicht nötig,
denn er verlängert das Abklingen und erhöht die Spannung an der Induktivität.

 

[batigoal]

Es handelt sich um eine Versuchsanlage. die Anlage besteht aus einem Trafo, Transduktor, Gleichrichter und dann der Magnet. Bei dieser Anlage wird der Gleichrichter mit dem Magnet angeschlossen. Der Magnet kann 3000A bei 167V liefern. Nun will man die Versuchsanlage mit einer zusätzlichen Schutzmaßnahme vorsehen und zwar beim Stromausfall sicher stellen dass der induzierte Strom keinen Schaden einrichtet. Das ist eigentlich alles zu der Anlage. Die von oben schutzgesteuerte Thyristor-Schaltung ist damal eingesetzt worden um die alte Anlage beim Stromausfall zu schützen.

 

[motmonti]

Was unterscheidet denn Stromausfall und normale Abschaltung des Magneten! Die Betriebsdaten des Magneten sagen nur bedingt etwas über die Selbstinduktionsspannung aus. Was ist das für ein Magnet bzw. wozu wird der eingesetzt?

 

[batigoal]

bei der normalen Abschaltung fährt man den Strom langsam runter d.h wenn der Strom 3000 A ist, wird er langsam zu Null gebracht. Der Stromausfall heißt die Stromversorgung wird bei dem Manget bei 3000A unterbrochen. Der Magnet besteht aus Kupferspule, Ferromagnetisches Material. Der kann bis 2 Tesla bis Sättigung betrieben werden.

 

[motmonti]

Was bringt er wirklich an Induktionsspannung und Strom beim Abschalten mit? Die Freilaufdiode muss doch nicht den Betriebsstrom führen, sondern nur die Selbstinduktionsspannung abbauen.

 

[batigoal]

ich weiß nicht was bringt die Induktionsspannung und Strom beim Abschalten mit. Das wurde auch nicht gemessen.

 

[derschwarzepeter]

Doch:
Die Freilaufdiode führt kurz den Betriebsstrom
und die Selbstinduktionsspannung hängt hauptsächlich davon ab,
wie schnell der Strom gegen Null geht bzw. wann es einen Isolationsdurchbruch gibt:
L * di/dt
(Bei einem 24V-Flachankerrelais haben wir Selbstinduktionsspannungen von deutlich über 2000 V gemessen!)

die Anlage besteht aus einem Trafo, Transduktor, Gleichrichter und dann der Magnet.

Dann brauchst du GAR NICHTS dazubauen:
Der Brückengleichrichter wirkt doch wie eine Freilaufdiode!