Nulldurchgangsschalter

Jun 11, 2024 Last reply: 2 years ago 20 Replies

Hallo NG, ich habe meinen Aluminiumhut wieder zur Seite gelegt und beschäftige mich wieder mit anderen Themen! Jetzt habe ich mir Gedanken über einen Nulldurchgangsschalter gemacht. Mit Thyristoren und Triacs habe ich jetzt nicht so viel Erfahrung. Meine ersten Vorversuche will aber auf jeden Fall bei Wechselspannungen um die



24V machen. Ich habe mir mal ein Datenblatt von einem TIC 226N besorgt. Die technischen Daten werden hier tatsächlich bei einer Betriebsspannung von
+/-12V gemacht. Kann man daraus schließen, dass er bei 24V/50Hz sauber funktioniert? Einem Triac scheint eine Gatespannung von 2V zu genügen. Das bedeutet dann wohl, ich kann ihn mit einer Betriebsspannung von +5V/-5V für die positive bzw. negative Halbwelle schalten? Ist ein Gatestrom von 50mA bei einem Triac so üblich? Kommt mir etwas viel vor.
230V und induktive Lasten: Vom guten alten Dimmer weiß ich, dass er vor einem Trafo für die 12V-Beleuchtung nicht lange gehalten hat. Wie sieht das mit einem 800V-Typen aus? Der sollte doch die größte anzunehmende Spannung verkraften können?

Besten Dank für eure Tipps!


[...]

Nulldurchgangsschalter für 50 Hz-Wechselspannung?

Vollweggleichrichter, Spannungsteiler für kleine Gleichspannung, 741 als Komparator

Funktioniert problemlos ...

Grüße

Am 11.06.24 um 14:02 schrieb Roland Krause:

?

Die Spannung ist dem weitgehend egal. Entscheidend ist der Zünd und der Haltestrom.

Das sollte eher ein Gatestrom sein, schließlich schafft man ähnlich wie bei einem Transistor gegen eine Diode. Vor allem aber deshalb, weil das Bezugspotential für G bei höheren Lastströmen nicht K ist, sondern mit dem Quadranten der Last etwas variiert (Größenordnung 1V).

Mit Vorwiderstand, ja.

Bei größeren Triacs normal. Wenn du weniger haben willst, brauchst du entweder ein kleineres Triac oder ein TIC 225. Letzterer ist aber etwas sensitiv bezüglich Überkopfzünden. Wenn man da den Stecker plötzlich rein steckt, dann zündet der auch schon mal einmal eine Halbwelle ohne Gate-Strom.

Wenn er was taugt, macht das dem Dimmer nichts. Aber den Lärm eines per Phasenanschnitt gedimmten Eisentrafos will man sich nicht wirklich geben.

Sicherlich. Naja, für Surges reicht das alles nicht, aber für den Normalbetrieb schon. Da tun es aber auch die D-Typen.

Problem bei Trafos ist eher die Nulldurchgangsschaltung. Das ist für den Blindstrom nämlich der Worst-Case und führt bei wenig belasteten Trafos nahezu ausnahmslos in die magnetische Sättigung, wo nur noch der Ohmsche Widerstand der Wicklung den Strom begrenzt. Bei größeren Ringkerntrafos kann man damit auch schnell mal den LS-Automaten raus werfen. Nulldurchgang eignet sich halt nur so richtig für kapazitive und induktive Lasten.

Marcel

Am 11.06.2024 um 18:37 schrieb Marcel Mueller:

Habe auch noch welche mit 10-25mA gefunden.

Ich hatte das vor Jahren mal mit einem Ringkerntrafo und

12V-Beleuchtung. Das ging eigentlich. Der Geräuschpegel war nicht weiter auffällig. Der Dimmer solte dafür geeignet sein. Das hielt aber nur so 2 Jahre.

Ist ohnehin normal für Netztrafos. Nur so bekommt man die Nennleistung aus einem Eisenkern. wo nur noch der Ohmsche

Den Effekt hat man bei sekundärseitigem Kurzschluss, es bleibt nur die Streuinduktivität übrig. Bei großen Trafos ist die sehr klein (einige mH) was dann zum Kurzschluss führt. Bei Kleintrafos ist die ziemlich hoch, weshalb die Dinger oft kurzschlussfest sind. Bei größeren Ringkerntrafos

logisch

Besten Dank für die Tipps!

Am 11.06.2024 um 18:19 schrieb Leo Baumann:

Brückengleichrichter ist auch noch eine Idee, Dann kann man einen Transistor zum schalten nehmen...

Am 11.06.2024 um 18:19 schrieb Leo Baumann:

So werde ich das machen: Brückengleichrichter, Thyristor (beides sehr robust) und einen PIC 12F mit Komparator, Timer usw. Da kann ich dann auch ein paar Testprogramme schreiben um die Funktion genauer zu testen.

Eventuell 5 ms nach dem Nulldurchgang schalten?

Thomas Prufer

Willste Dir nen Wolf rechnen? Und dauernd Strichlein abzählen und verpeilen? Anektote aus meiner mA-Männchen Zeit unter Starkströmlern:

Einfach Zeitachse 'unkalibriert' auf Oscar so verstellen, dass Vollwelle/ Halbwelle 50Hz Sinus auf 9 (statt 10) Teileinheiten kommt.

Danach den Cal-Knopf nicht mehr anfassen! Nun kannste mit dem Stufenschalter alles so verstellen, dass Du

15, 30, 45, 60, 90, ... immer auf festen Vertikalen Strichen liegen hast. Nix mehr verpeilen ob das nun x-ms oder x-Grad sind.

Ich hab mir seinerzeit (1970-72) noch nen kleines Kästchen mit nem Trafo (zwecks Versorgung und Potentialtrennung) Brückengleichrichter und Trani... gebastelt, der Pulse im Nulldurchgang erzeugte und damit die Z- Achse moduliert. Dann eine Phase (zB. R) die als Referenz diente an das Kästchen.

Je nach Polarität (umstecken Ausgang oder Umschalter) hast Du dann Hell/ Dunkel getastete Punkte auf der Glotze, wo die Nulldurchgänge sind. Ggf. noch nen Poti für die Pulsspannung... Kasten-Ausgang mit BNC verrohrt...

Dann kannste mit den damals verfügbaren 2 Kanälern prima Pulslagen für andere Phasen am Stromrichter einstellen, messen... ohne Hirnverrenkungen.

Schnell, einfach, schlicht und ergreifend!

Meine Oscar Einstellungen haben die anderen Ings. im Stromrichter-Labor immer zum Wahnsinn getrieben, die haben alle msec Werte von diversen Winkeln und 50Hz in der Stänkerbirne gehabt und zuerst mal die Cal wieder auf fix geschaltet. Gab immer ein Schlag aufs verdammte ms-Pfötchen :)

Und anhand der Z-Pulse war das schnell wieder zurückgedreht!

Maximal hatte ich damals 12-pulsige Stromrichter, die ich so in affenartiger Geschwindigkeit einstellen konnte.

Saludos (an alle Vernünftigen, Rest sh. sig) Wolfgang

5 ms sind Pi/2, also Sinus 1. Was gibt's da zu rechnen?

MfG hjs

Und die anderen Winkel, die man (bei Stromrichtern, Phasenanschnitten...) gut brauchen kann?

Es ging mir drum, die Zeitachse statt in ms in Grad anzupassen mit unCAL...

zB. 90 grad = 6 Kästchen dem Oscar! nicht 5.

Dann isset einfach auch andere wichtige Winkel schnell abzulesen

Hab auch seinerzeit mal Tektronix vorgeschlagen, sie mögen ihre aufkommenden Digitalen Glotzen noch um die Funktion Zeitachse auf 1 Umdrehung zu frickeln (Puls von zB. OT Geber) , wäre dann extrem einfach zB. Zündwinkel am laufenden Otto-Motor zu messen/einzustellen.

Würde ein stabiles Bild auch bei Drehzahlschwankungen geben. IMHO eine simple SW Erweiterung.

Waren zu arrogant...

Saludos (an alle Vernünftigen, Rest sh. sig) Wolfgang

Stiiiimmt, es gab damals auch "dwell meter": ein analoges Meßgerät (für Puls/Pausenverhältnis, letztendlich). Dies misst die Schließdauer der Zündkontakte in Winkelgrad. Genauer als die Fühlerblattlehre. Dann nochmal mit der Zündzeitlampe dran und gut.

Zündkontakte sind nun schon "etwas" her.

Thomas Prufer

Die habe ich nicht gebraucht. Mit großem Elektrodenabstand an den Kerzen, niedrigtouriger Fahrweise und stärkerer Spule hielten Kontakte damals knapp 4 Mm, erkennnbar am sprunghaften Anstieg des Verbrauchs um mehr als einen halben Liter von einer Tankfüllung zur nächsten. Das war der Hauptvorteil der später eingebauten Transistorzündung, eine Verbesserung zu neuen Kontakten gab es nicht. Den Kontaktabstand habe ich damals per Augenmaß eingestellt, Schließwinkelmesser dran: paßt.

Etwas zu können ist gut, etwas nicht können zu müssen oft noch besser.

Ein "dwell meter" *ist* ein Schließwinkelmesser...?

Thomas Prufer

Ja, natürlich. Was genau ist jetzt Dein Problem?

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Ich schreib, der Dwell meter ist ein genauer Ersatz für die Fühlerblattlehre, du: "Die habe ich nicht gebraucht." sondern per Augenmaß eingestellt und dann mit dem Dwell überprüft. Soweit OK. "Etwas zu können ist gut, etwas nicht können zu müssen oft noch besser." Versteh ich nicht -- du hast ja ein Messgerät drauf, das besser ist als die Fühlerblattlehre, zudem aufwendiger und teurer?

Egal. Thomas Prufer

Na ja, das war doch weiter oben implizit enthalten. Beim Wechsel alle

3000 km konnte ich Kontakte schnell und effizient per Augenmaß einstellen, gut. Mit dem kleinen Steuerstrom für den Transistor hielten Kontake mehr als 50 Mm. Da entwickelt man keine Fähigkeiten, aber man braucht sie auch nicht, besser. Seit den kontaktlosen Gebern wird im Prinzip gar nicht mehr gewechselt, und geprüft und eingestellt auch nicht.

Am 12.06.24 um 13:13 schrieb Thomas Prufer:

Das bringt auch nicht viel. Im Anfang der Halbwelle wird sowieso nicht viel Spulenstrom aufintegriert.

Aus Sicht des Trafos müsste man im Nulldurchgang des Stroms schalten. Der ist unbelastet bei Scheitelwert der Spannung. Wenn ein Gleichrichter mit leerem Elko dran hängt, wäre das aber schon wieder blöd.

Marcel

Roland Krause schrieb:

Positiv für die positive und negativ für die negative Halbwelle ist der normale Betrieb in einfachen Dimmern. Die positive Halbwelle kann auch mit negativem Gatestrom gezündet werden. Die negative Halbwelle mit positivem Gatestrom zünden zu wollen zickt meistens rum und ist nicht empfohlen Falls man mit nur einer Hilfsspannung arbeiten will, nehme man eine negative.

Es gibt verschiedenste Triacs, auch empfindliche. Der maximal nötige Gatestrom für eine sichere Zündung ist stark temperturabhängig. Daher darf man sich nicht wundern, dass für Typen mit Temperaturbereich ab -55 °C ein höherer Wert angegeben ist als bei offensichtlich baugleichen Typen ab -25 °C. Datenblatt konsultieren hilft ungemein.

Die verkraften nicht dU/dt-Zünden. Das kann bei induktiven Lasten passieren, obwohl die Triacs ja im Nulldurchgang des Stroms abschalten. Da wäre ja eigentlich keine Energie in der Induktivität vorhanden. Das Problem ist da ein anderes, überlasse ich mal als Denksportaufgabe. Ein Snubber schafft Abhilfe, oder ein 'snubberless Triac', oder beides.

Wolfgang Allinger schrieb:

...

Unkalibrierte Zeitachse? Z-Eingang??

Ich dreh und wende hier mein Picoscope-USB-Digitaldingens, aber finde nix.

SCNR

Mit dem alten Hanomag 512 war's kein Problem, hatte digitalen und analogen Z-Eingang. Als Demo Fernsehbild anzeigen war immer wieder prima.

Möglicherweise redet der eine vom Elektrodenabstand in den Kerzen und der andere vom Kontaktabstand im Verbrecher oder wie der heisst.

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