Wie warm darf ein Bauteil werden?

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Hallo zusammen,

ich habe in meinem Bastelkeller einen uralten, elektrisch beheizten
Ölradiator, der über zwei Heizkörper verfügt: 750W und 1250W, insgesamt
also 2kW. Die gesamte Last wird neben zwei Schaltern über ein
mechanischesches Thermostat geschaltet, dessen Kontakte nun zum
wiederholten Male verbrannt sind. Ich habe die Kontakte nun
abgeschliffen und poliert und das Thermostat funktioniert auch wieder,
aber ich will es nicht wieder direkt 2kW schalten lassen.

In der Bastelkiste fand ich nun ein elektronisches Opto-Relais: primär:
120/240V~, sekundär 240V/10A~. Muss reichen, habe ich mir gedacht und
das Ding eingebaut. Es funktioniert, aber zwei Fragen an die Experten
habe ich aus Sicherheitsgründen doch:

1) Ich habe das Relais auf eine große Metallplatte als Kühlkörper
geschraubt. Nach etwa einer Stunde ist das Ding so warm, dass man mit
der Hand deutlich die Temperatur merkt, sich aber gerade noch nicht die
Finger verbrennt. Ist das ok, oder habe ich das Relais überlastet?

2) Aus mechanischen Gründen habe ich den Steuerkreis nicht schaltbar
gemacht, d.h. auch im ausgeschalteten Zustand ist die Primärseite
ständig mit dem Netz verbunden. Ich aber allerdings einen 150kOhm/5W
Widerstand (reichlich überdimensioniert, ich weiß) vorgeschaltet. Habt
ihr da Bedenken?

MfG / Regards

    Peter Engels

--
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Re: Wie warm darf ein Bauteil werden?
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Das ist ok, du betreibst das Relais ja auch knapp an der Obergrenze,
und hast Glueck, das die Last rein ohmsch ist.

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Schaltung leuchtet mir niicht ein, kannst du aufzeichnen  ?
150k als Vorwiderstand LED des Optorelais ?
Woher kommt die Temperatureinstellung ?
Nutzt du den alten (Bimetall-)Schalter nun als Schalter der LED ?
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff /
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Re: Wie warm darf ein Bauteil werden?
Hallo zusammen,

erst einmal vielen Dank für alle Antworten!

On 28 Jan 2004 00:09:03 GMT, MaWin wrote:

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Das habe ich mir auch so gedacht. Ich habe ihn heute noch einmal braten
lassen, er macht das ohne Probleme über Stunden mit. Ich habe
vorsichtshalber die Kabel noch ein wenig weiter weg gelegt, so dass es
keine Berührungspunkte zwischen Kabel und Relais gibt. Das sollte also
auch langfristig funktionieren.

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Ich versuch es einmal:


P+---|OR|---S--HZ--+N
 +-R-+  +---T------+

Legende:

P: Phase
OR: optisches Relais
S: mechanischer Schalter (eigentlich zwei, für jede Wicklung einen)
HZ: Heizwicklung
N: Nullleiter
R: 150kOhm/5Watt
T: altes Bimetall-Thermostat

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Ja, siehe Skizze.

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Richtig, das war meine Idee. Ich hätte das Relais auch in den
Nullleiterkreis der Heizkörper setzen können und den Steuerstrom hinter
den Schaltern abnehmen können, das war aber mechanisch ungünstig:

Entweder hätte ich das Relais an einer anderen Stelle montieren müssen,
wo es deutlich stärker fremd geheizt wird, oder ich hätte mehrere
zusätzliche Leitungen ziehen müssen. So war der Einbau einfacher. Jetzt
liegt allerdings ständig Saft auf den Steuereingängen des Relais, denn
das Thermostat ist im ausgeschalteten Zustand natürlich geschlossen, da
es im Keller kalt wird. Die Spannung an den Steuereingängen beträgt nur
knapp 30V, der Rest fällt an dem Widerstand ab, den das aber völlig
kalt lässt (ist ja auch dick genug): Und die paar mA machen den Kohl
auch nicht fett.

MfG / Regards

    Peter Engels

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Re: Wie warm darf ein Bauteil werden?
Peter Engels schrieb...
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Hast Du bedacht, daDF% der Strom FC%ber R auch annE4%hernd SinusfF6%rmig is=
t?20%
Bei 150K flieDF%t im Scheitelpunkt der Sinushalbwelle ca. 2mA. Das ist da=
20%
hF6%stwahrscheinlich schon wenig. Am Anfang und Ende der Sinushalbwelle20%
wird der Strom noch geringer.20%
Wenn das OR tatsE4%chlich eine LED beeinhaltet, wird auch nur eine20%
Halbwelle geschaltet.20%

- Heinz

Re: Wie warm darf ein Bauteil werden?
Hallo Heinz,


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Jetzt, wo du es sagst: Ja, vorher nein. Das ein Widerstand davor muss,
war für mich aus Sicherheitsgründen klar. Mein erster Griff in die
Widerstandskiste brachte einen 100kOhm hervor. Probiert und
funktioniert. Auf der Suche nache einem leistungsstärkeren mit noch
langen Anschlussbeinen, fiel mir dann der 150kOhm in die Finger, den
habe ich dann einfach eingebaut und es hat funktioniert. Ich habe mir
dann auch keine weiteren Gedanken mehr gemacht.
Den Strom hatte ich mir auch ausgerechnet und jetzt frage ich mich
auch, wie das überhaupt funktionieren kann! Fakt ist: Über dem
Widerstand fallen etwa 200V ab, 30V stehen am Relaiseingang. Also
fließen überhaupt nur etwa 1,5mA! Das man damit eine LED zum Leuchten
bringt, ist schon verwunderlich. Andereseits schaltet das Relais aber
voll durch, am Ausgang habe ich meine 230V. Das finde ich jetzt auch
sehr merkwürdig.

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Das glaube ich nicht, denn es ist eingangsseitig mit 120V/240VAC
beschriftet. Ich hätte dann auch nur die halbe Spannung, das kann also
nicht sein.

Ich habe noch ein paar andere, optisch identische Relais, allerdings
mit 32VDC Eingang. Damit werde ich jetzt einmal ein bisschen forschen
;-)

MfG / Regards

    Peter Engels

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Re: Wie warm darf ein Bauteil werden?

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Das ist unglaublich! Eines der Relais, die ich noch habe, sieht optisch
genauso aus, wie das, das ich im Radiator verbaut habe. Beschriftet ist
es:

Opto22
Model 240 D10
Solid State Relais
3-32VDC Control

Auf dem von mir verbauten stand 120/240VAC Control. Ich nehme deshlab
an, es war ein 240 A10, ich habe den Radiotor nicht noch einmal
aufgeschraubt.

Ergebnis: Das Relais schaltet sauber bei einem Steuerstrom von 0,5mA
durch! Das sind dann etwa 2V Steuerspannung. Ein anderes Relais (ELR
Relais) schaltet sogar schon bei 0,36mA! Ich kann mir das nur so
erklären, dass auf der Sekundärseite der Strom des
Phototransistors/Diode massiv verstärkt wird. Die Frage ist dann
allerdings, wo die dort den Saft hernehmen, wenn der Triac gezündet
hat.

MfG / Regards

    Peter Engels

--
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Re: Wie warm darf ein Bauteil werden?

|> Phototransistors/Diode massiv verstärkt wird. Die Frage ist dann
|> allerdings, wo die dort den Saft hernehmen, wenn der Triac gezündet
|> hat.

Wieso? Wenn er an ist, bleibt er bis zum nächsten Nulldurchgang an. Nach dem
Nulldurchgang braucht es dann schon wieder ein paar Volt, um den passenden
Zündstrom zu schaffen, aber die sind ja auch schnell erreicht.

--
         Georg Acher, snipped-for-privacy@in.tum.de
         http://wwwbode.in.tum.de/~acher
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Re: Wie warm darf ein Bauteil werden?
Hallo Georg,


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Das leuchtet ein, so wird das dann wohl auch funktionieren. Die paar
Photonen, die bei 0,5mA von der LED zum Fototransistor wandern, werden
kaum reichen, um ihn so zu schalten, dass der Triac genug Strom zum
Zünden am Gate hat. Faszinierende Technik!

MfG / Regards

    Peter Engels

--
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Re: Wie warm darf ein Bauteil werden?


Hallo Peter,

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also  -|OR|- ist Sekundärseite und

O R
+ + ist primär ?

Aus dem Ursprungsposting  entnehme ich :
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Also sollte die Eingangsbeschaltung für 240V~ schon im
Relais drin sein. ( Vorwiderstand, Diode bzw. Gleichrichter)
.
Eventl. ist der 150 K Vorwiderstand zu groß um sauber
durchzuschalten und deshalb erhöhte Temp. des Relais ?

Gruss

Bernd



Re: Wie warm darf ein Bauteil werden?
Hallo Bernd,


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So ist es gemeint. Der Schalteingang liegt also über das Thermostat
permanent an der Netztspannung, selbst wenn die Schalter ausgeschaltet
sind.
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Richtig, das wird so sein. Trotzdem ist mir mit einem externen
Schutzwiderstand wohler, man könnte sicher auch eine Sicherung <= 0.1A
an dieser vorsehen.
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Das kann ich nicht nach vollziehen. Das Relais schaltet die volle
Spannung durch, muss also sauber den Triac zünden - sonst würde die
Heizung auch nicht warm.

MfG / Regards

    Peter Engels

--
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Re: Wie warm darf ein Bauteil werden?

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2kw bei 230V sind etwa 9A. Das ist also schon sehr nahe an der
Belastungsgrenze und gibt die Dauerleistung des Radiators an. Beim
Einschalten der Heizkreise durch den Thermostaten werden kurzfristig (
bis zum Aufheizen der Heizwendel selbst) sehr viel mehr Ampere fließen.
Du solltest nachsehen, wie lange und wie hoch das OptoRelais Überlast
fahren kann und darf. Obwohl es die Dauerlast verkraften könnte, kann es
sein, dass eben diese Einschaltphasen ihm zu schaffen machen werden.
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Schwer zu sagen. Schau auf das Datenblatt des Optorelais und lies nach,
wann es zu heiß ist. Wenn man es gerade noch anfassen kann, dann sollte
es normalerweise noch im grünen Bereich sein, aber bitte, lies / miss nach.
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Es gibt viele Geräte, die auf der Sekundärseite geschaltet werden. Wenn
ein entsprechender Berührschutz vorliegt, alles isoliert und ggf.
geerdet ist, sind dagegen keine Einwände zu erheben. Sie Norm sagt, dass
ein Schutz vorliegen muss, der gewährleistet, dass jede Bediener des
Gerätes vor einem versehentlichen Schlag zu schützen ist. Bedenke dabei,
dass jeder der Bediener sein kann. Also auch Leute, die nicht wissen,
dass man das nicht isolierte Kühlblech nur dann berühren kann, wenn das
Optorelais keinen Durchschlag hat und das Blech intern mit 230V
verbindet :-)

Wenn Du Dir aber wegen der Schaltung selbst schon nicht sicher bist,
dann solltest Du aus o.g. Gründen besser überlegen den Schalter vor das
Opto-Relais zu schalten. Nur dann kannst Du sicher sein, dass das ganze
durch einen schleichenden Defekt nicht in Flammen aufgeht. Dies ist aber
ein genereller Rat bei Schaltungen an 230V im Hobbybereich. Da das Gerät
selbst aus einem metallischen Korpus besteht hat es eine Erdung und die
solltest Du auch auf dein Kühlblech übertragen. Liegt ein geringfügiger
Defelt vor, so steigen die Überlebenschancen für einen Bediener, liegt
ein Kurzschluß vor, so löst die Sicherung aus.

Gruß

--
Ulrich Prinz
----------------------------------------------------
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Re: Wie warm darf ein Bauteil werden?
Moinn,

Ulrich Prinz schrieb...
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Soviel mehr sollte nicht fliessen. Ich habe mal bei einer 1kW Kochplatte20%
den Strom gemessen. Dieser wurde mit steigender Temperatur nur20%
geringfFC%gig kleiner (vielleicht um 5%).
Es muDF% also Legierungen geben (Konstantan?), die FC%ber weiten20%
Temperaturbereich fast konstanten Widerstand aufweisen.

- Heinz

Re: Wie warm darf ein Bauteil werden?
Heinz Saathoff schrieb:
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(
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fließen.
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Kochplatte

Die Temperatur der Kochplatte zu messen, ist nur bedingt geeignet, da
diese wegen der hohen Wärmekapazität (Restwärme nutzen!) langsamer
steigt als die Temperatur des Heizelementes. Der Unterschied kalt/warm
wird auch nicht so gross sein wie bei einer Glühlampe, da Herdplatten
meines Wissens nur rotglühend und fast nie weißglühend werden ;-)

Michael


Re: Wie warm darf ein Bauteil werden?
Moin,

Michael Redmann schrieb...
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Es ging aber um einen Radiator, un Ulrich meinte, daDF% dort die20%
Stromaufnahme im kalten Zustand viel hF6%her sein kF6%nnte als nach der20%
AnfangserwE4%rmung. Ich denke mal, daDF% das Heizelement eines D6%lradiator=
s20%
und das Heizelement einer Kochplatte vom Widerstandsmaterial her E4%hnlich=
20%
sein mFC%ssten. Und bei der Kochplatte hatte ich von kalt zu warm nur eine=
20%
ganz geringe StromE4%nderung gemessen.

- Heinz

Re: Wie warm darf ein Bauteil werden?
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Da habt Ihr mich beide mißverstanden. Ich meine nicht den Zeitraum, bis
der Radiator warm ist, sondern den Einglühmoment für die Heizspiralen.
Wie bei der Glühbirne, die bei kaltem Wendel enorm Strom zieht, ein paar
_ms_ später aber dann auf Normalverbrauch ist.

Der Radiator schaltet immer längere Zeit ein und wieder aus. Damit
bekommt das Relais immer wieder einen Einschaltimpuls auf die Nase in
Grenzlast, und ohne Datenblatt kann keiner sagen, ob die
Impulsfestigkeit überschritten wird. Wenn sich das Relais also langsam
zerlegt, dann kann auch keiner sagen, wann es einen Durchschlag hat.
Entweder ist es dann immer an, oder immer aus, oder es heitzt mal kurz
mit, nebst Beleuchtung.

Gruß

--
Ulrich Prinz
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Re: Wie warm darf ein Bauteil werden?
Ulrich Prinz schrieb...
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Ich glaube kaum, daDF% die Heizwendel im Radiator tatsE4%chlich glFC%ht.20%
Vermutlich sind's nur einige hundert Grad max, da ja die WE4%rmeabfuhr20%
FC%ber D6%l sehr gut ist.
Auch die offen liegenden Heizwendeln in meinem 2000W HeizlFC%fter glFC%hen=
20%
nicht. Die WE4%rmeabfuhr FC%ber vom Ventilator bewegte Luft reicht aus,20%
glFC%hen zu verhindern.


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Meine Behauptung ist ja, daDF% das Relais eben keinen hF6%heren20%
Einschaltstrom verkraften muDF%, allenfalls 5-10% mehr.

- Heinz

Re: Wie warm darf ein Bauteil werden?
Am Dienstag, 27 Januar 2004 23:47, _Peter Engels_ schrieb:

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Was soll das sein? Ein SDS Relais? Die fangen aber schon bei zwei Volt an
und brauchen AFAIK Gleichspannung.

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Denke schon das reicht.

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? Wie schaltest Du dann?

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Wo vorgeschaltet?

Lutz

Re: Wie warm darf ein Bauteil werden?
Hi!

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Wenn du an einem Bauteil die Finger grade mal halten kannst ohne Verbrennung
davon zu tragen, ist die Temperatur so um 40 Grad. Fuer einen Halbleiter ist
es eine ganz vertraegliche Betriebstemperatur (manche Power MOSFETs - OK,
dein Relais betrifft das nicht aber nur zum Vergleich, - koennen bei
Temperaturen weit ueber 100 Grad arbeiten), was auf den Betrieb sicher
innerhalb der zulaessigen Belastung hindeutet und fuer solche Relais kein
Problem darstellt.

Igor.


Re: Wie warm darf ein Bauteil werden?
Servus!

In de.sci.electronics, Peter Engels said...
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Darf ich mal eine dumme Frage stellen? Wofür ist der Vorwiderstand? Das
Relais kann doch primär auch 240 VAC????

Just my two cents.

Thomas
--

No matter if you are going on-piste or off-piste, just hit the slope and
stay healthy!

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Re: Wie warm darf ein Bauteil werden?
Hallo Thomas,


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Dumme Fragen gibt es nicht, bestenfalls dumme Antworten ;-)

Ja, so steht geschrieben. Trotzdem kriege ich Bauschmerzen bei dem
Gedanken, das Ding mit 240V direkt aus der Steckdose anzusteuern.
Deshalb war für mich sofort klar, dass dort ein Widerstand vor muss,
der im Falle eines Falles das Schlimmste verhindert. Man könnte
vielleicht auch eine Sicherung 0.1A oder kleiner nehmen.

MfG / Regards

    Peter Engels

--
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