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Ich hatte das Thema "Einschaltstrombegrenzung" hier schon mal diskutiert.
Meine Messungen haben ergeben, das beim Einschalten Spitzenströme von +100/-100A enstehen. Theoretisch dürften es nur I=12V/0,3R=40A sein. Mein Verdacht ist, dass die Induktivität des Wendels eine Rolle spielt.

Kann das jemand rechnen? (Bei mir ist es zu lange her)

Spulendaten (Wendel):
d=1mm; l=3,5mm; n=18 Windungen; R=0,3R

Welche Güte? Welche Induktivität?

http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20100223183431.pdf

» Ich hatte das Thema "Einschaltstrombegrenzung" hier schon mal diskutiert.
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» +100/-100A enstehen. Theoretisch dürften es nur I=12V/0,3R=40A sein. Mein
» Verdacht ist, dass die Induktivität des Wendels eine Rolle spielt.
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» Kann das jemand rechnen? (Bei mir ist es zu lange her)
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» Spulendaten (Wendel):
» d=1mm; l=3,5mm; n=18 Windungen; R=0,3R
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» Welche Güte? Welche Induktivität?
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» http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20100223183431.pdf

Hab' was vergessen: Das Bild zeigt den Einschaltstrom mit 1ms Prellen vom Relais. Die Prellspitzen dürften so bei 50µs liegen.
Könnte man auch berechnen, welche mechanischen Kräfte auf die Spule wirken?

» Ich hatte das Thema "Einschaltstrombegrenzung" hier schon mal diskutiert.
» Meine Messungen haben ergeben, das beim Einschalten Spitzenströme von
» +100/-100A enstehen. Theoretisch dürften es nur I=12V/0,3R=40A sein. Mein

Nach welcher Theorie?


» Verdacht ist, dass die Induktivität des Wendels eine Rolle spielt.

Kannst du vergessen.

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» diskutiert.
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12V Batteriespannung
0,3R Kaltwiderstand Lampe

» 0,3R Kaltwiderstand Lampe

Wie gemessen? Typisch bei Glühlampen ist eigentlich
Kaltwiderstand= 1/10 Warmwiderstand. Bei Halogen-
Lampen ist der Faktor eher noch etwas grösser.
Gruss
Harald

Hallo Rainer

Die Ursache der hohen Spitzenströme sind im anfangs kalten Wendel zu suchen. Eine Induktivität würde im Gegenteil dazu den Stromanstieg begrenzen und könnte so eher Deine Probleme lösen helfen. Am besten versucht man es mit einer Luftspule mit sehr kleinem ohmschen Widerstand, wie sie z.B. in hochwertigen Lautsprecher-Frequenzweichen verbaut werden.

Mit vielen freundlichen Grüssen Thomas

» Meine Messungen haben ergeben, das beim Einschalten Spitzenströme von
» +100/-100A enstehen. Theoretisch dürften es nur I=12V/0,3R=40A sein. Mein
» Verdacht ist, dass die Induktivität des Wendels eine Rolle spielt.

Hi,

wie schon gesagt, ist es das nicht. Die Wendelinduktivität ist hinter der Zuleitungsinduktivität verschwindend gering (paar Zehnerpotenzen Unterschied) und würde einem Stromanstieg auch eher entgegenwirken als begünstigen.

Ich würde dennoch auch auf parasitäre Effekte tippen - aber eher im Messsystem. Wie hast du den Strom erfasst - Shunt? Verbinde doch mal beide Klemmen des Oszis mit EINER Seite des Shunts, so dass auf deinem Oszi unabhängig vom Stromwert immer Null angezeigt werden müsste. Zeigt das Oszi im Schaltmoment tatsächlich Null an? Hast du mal Messergebnisse an geometrisch und elektrisch verschiedenen Shunts miteinander verglichen? Und ausserdem könnte es hilfreich sein, wenn du mal in das Gezappel mit einer höheren zeitlichen Auflösung hineinzoomst.

lg

» » Meine Messungen haben ergeben, das beim Einschalten Spitzenströme von
» » +100/-100A enstehen. Theoretisch dürften es nur I=12V/0,3R=40A sein.
» Mein
» » Verdacht ist, dass die Induktivität des Wendels eine Rolle spielt.
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» Hi,
»
» wie schon gesagt, ist es das nicht. Die Wendelinduktivität ist hinter der
» Zuleitungsinduktivität verschwindend gering (paar Zehnerpotenzen
» Unterschied) und würde einem Stromanstieg auch eher entgegenwirken als
» begünstigen.
»
» Ich würde dennoch auch auf parasitäre Effekte tippen - aber eher im
» Messsystem. Wie hast du den Strom erfasst - Shunt? Verbinde doch mal beide
» Klemmen des Oszis mit EINER Seite des Shunts, so dass auf deinem Oszi
» unabhängig vom Stromwert immer Null angezeigt werden müsste. Zeigt das
» Oszi im Schaltmoment tatsächlich Null an? Hast du mal Messergebnisse an
» geometrisch und elektrisch verschiedenen Shunts miteinander verglichen?
» Und ausserdem könnte es hilfreich sein, wenn du mal in das Gezappel mit
» einer höheren zeitlichen Auflösung hineinzoomst.
»
» lg

Hab's verstanden. Gemessen habe ich den Spannungsabfall an einem Reihenvorwiderstand mit 70mR (2 meter Kupferdraht, ein Ende an Masse), das sollte in etwa auch dem Gesamtwiderstand im Auto für Leitung und Stecker entsprechen. Leider habe ich nicht hineingezoomt, weil mich anfangs nur die Stromkurve der Lampe interessierte. Werde das ganze wieder aufbauen müssen, um das nachzuholen. Die Messspitzen habe ich natürlich an einem gemeinsamen Massepunkt abgeglichen. Die hohen Sröme sind definitiv da, allerdings im 100µs-Bereich, sodass sie wohl keine mechanische Auswirkung auf den Wendel haben - es sei denn, sie sind zufällig in Resonanz

» » 0,3R Kaltwiderstand Lampe
»
» Wie gemessen? Typisch bei Glühlampen ist eigentlich
» Kaltwiderstand= 1/10 Warmwiderstand. Bei Halogen-
» Lampen ist der Faktor eher noch etwas grösser.
» Gruss
» Harald
Kaltwiderstand ganz normal mit Multimeter gemessen.
Bei 12V/55W braucht die Lampe 4,6A --> 2,6R
passt!
(Rest ist Messfehler im Low Ohm Bereich)

» Hallo Rainer
»
» Die Ursache der hohen Spitzenströme sind im anfangs kalten Wendel zu
» suchen. Eine Induktivität würde im Gegenteil dazu den Stromanstieg
» begrenzen und könnte so eher Deine Probleme lösen helfen. Am besten
» versucht man es mit einer Luftspule mit sehr kleinem ohmschen Widerstand,
» wie sie z.B. in hochwertigen Lautsprecher-Frequenzweichen verbaut werden.
»
» Mit vielen freundlichen Grüssen Thomas
Danke Thomas,
welchen Wert brauche ich da?
Der Einschaltstrom ist etwa 40A (siehe Bild).
Ich möchte ihn auf unter 10A begrenzen.
Gruss
Rainer

http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20100223220305.pdf

» Hab's verstanden. Gemessen habe ich den Spannungsabfall an einem
» Reihenvorwiderstand mit 70mR (2 meter Kupferdraht, ein Ende an Masse), das
» sollte in etwa auch dem Gesamtwiderstand im Auto für Leitung und Stecker
» entsprechen. Leider habe ich nicht hineingezoomt, weil mich anfangs nur
» die Stromkurve der Lampe interessierte. Werde das ganze wieder aufbauen
» müssen, um das nachzuholen. Die Messspitzen habe ich natürlich an einem
» gemeinsamen Massepunkt abgeglichen.

Nur damit wir nicht aneinander vorbeireden: Ich meine nicht an den Frequenzabgleich des Tastkopfes. Ich denke an allerhand Störsignale, die über verschiedenste Wege und Mechanismen in das Oszi einkoppeln und das Messsignal verfälschen (EMV). Ich kenne keine Methode, die das zuverlässig wegkalibriert.

» Die hohen Sröme sind definitiv da,

Davon bin ich nicht überzeugt. Und selbst falls der Strom fliesst, dann ganz sicher nicht durch die Glühlampe.

Der lange Kupferdraht macht mich mistrauisch.
Hast du die 2 m Kupferdraht bifilar aufgewickelt oder in einer Schleife liegen lassen? Wenn die gesamte Eigeninduktivität (ca. 2 µH) wirksam ist, fällt je nach Versuchsaufbau und Restverkabelung über der Leitung beim Einschalten für ein paar µs bis zu Ub über der Leitung ab (U=L*di/dt). Das könnte das angezeigten Oszibild (> 100 Ap, 70 mR, 1.25 V/Div, Relaisprellen, Unterabtastung) vollständig erklären. hast du keinen diskreteren Widerstand in dieser Grössenordnung zur Hand? Ein normaler 1/4 W Widerstand kann für ein paar ms single Puls gute 5 W vertragen. Ein Shunt bestehend aus 20 parallelen 1 Ohm Widerständen (1/4 W) würde alle Anforderungen erfüllen. Die Induktivität der Restverkabelung sollte sehr viel grösser als die Shuntinduktivität sein.

» allerdings im 100µs-Bereich, sodass sie wohl keine mechanische Auswirkung
» auf den Wendel haben - es sei denn, sie sind zufällig in Resonanz

Das werd ich dir wahrscheinlich nicht mehr ausreden können .

lg

» » Hab's verstanden. Gemessen habe ich den Spannungsabfall an einem
» » Reihenvorwiderstand mit 70mR (2 meter Kupferdraht, ein Ende an Masse),
» das
» » sollte in etwa auch dem Gesamtwiderstand im Auto für Leitung und
» Stecker
» » entsprechen. Leider habe ich nicht hineingezoomt, weil mich anfangs nur
» » die Stromkurve der Lampe interessierte. Werde das ganze wieder aufbauen
» » müssen, um das nachzuholen. Die Messspitzen habe ich natürlich an einem
» » gemeinsamen Massepunkt abgeglichen.
»
» Nur damit wir nicht aneinander vorbeireden: Ich meine nicht an den
» Frequenzabgleich des Tastkopfes. Ich denke an allerhand Störsignale, die
» über verschiedenste Wege und Mechanismen in das Oszi einkoppeln und das
» Messsignal verfälschen (EMV). Ich kenne keine Methode, die das zuverlässig
» wegkalibriert.
Ist schon klar. Die ganze Anordnung liegt auf dem Tisch. die Kupferlitze ist auch schön lang gelegt. Mit Abgleich meinte ich die Kalibrierung der Nulllinie im Scope (Display über Laptop)
»
» » Die hohen Sröme sind definitiv da,
»
» Davon bin ich nicht überzeugt. Und selbst falls der Strom fliesst, dann
» ganz sicher nicht durch die Glühlampe.
Das sehe ich jetzt auch so. Im Prinzip messe ich ja eine Spannung lastfrei. Da genügt wohl ein Öffnen der Spule(Wendel), um diese Spitze zu erzeugen.
»
» Der lange Kupferdraht macht mich mistrauisch.
» Hast du die 2 m Kupferdraht bifilar aufgewickelt oder in einer Schleife
» liegen lassen? Wenn die gesamte Eigeninduktivität (ca. 2 µH) wirksam ist,
» fällt je nach Versuchsaufbau und Restverkabelung über der Leitung beim
» Einschalten für ein paar µs bis zu Ub über der Leitung ab (U=L*di/dt). Das
» könnte das angezeigten Oszibild (> 100 Ap, 70 mR, 1.25 V/Div,
» Relaisprellen, Unterabtastung) vollständig erklären. hast du keinen
» diskreteren Widerstand in dieser Grössenordnung zur Hand? Ein normaler 1/4
» W Widerstand kann für ein paar ms single Puls gute 5 W vertragen. Ein Shunt
» bestehend aus 20 parallelen 1 Ohm Widerständen (1/4 W) würde alle
» Anforderungen erfüllen. Die Induktivität der Restverkabelung sollte sehr
» viel grösser als die Shuntinduktivität sein.
Der Widerstand musste einige Amperes vertragen, da nach der Einschaltspitze der DC Dauerstrom von 4,5 Ampere anliegt (Brauchte ich für weitere Messungen). Daneben dachte ich, dass im Auto zwischen Batterie und Lampe ja auch ein paar Meter Kabel liegen. Es kann also nur vorteilhaft für die Messung sein.
»
» » allerdings im 100µs-Bereich, sodass sie wohl keine mechanische
» Auswirkung
» » auf den Wendel haben - es sei denn, sie sind zufällig in Resonanz
»
» Das werd ich dir wahrscheinlich nicht mehr ausreden können .
»
» lg

Ich werde das Thema für mich erstmal abschliessen. Ein weiterer Teilnehmer wollte mir noch was schicken, um über eine Induktivität den Einschaltstrom zu begrenzen. Mal sehen. Interesant finde ich auch, was man aus dem Thema "Einschalten eines Autoscheinwerfers" machen kann


Dir vielen, vielen Dank für den kompetenten Kommentar
herzlichst

Hallo Rainer

die Berechnung für die Induktivität muss nach der folgenden Formel gemacht werden :

I = 1/L * Integral(UL*dt)

In Anbetracht der kleinen Spannung und der schnellen Störungen würde ich mal mit einer 100-500 uH grossen Spule beginnen und dann wieder messen. Die Messung selbst ist natürlich recht heikel, ich würde dazu einen niederohmigen, niederinduktiven 4-Leiter Messwiderstand empfehlen.

Mit freundlichen Grüssen Thomas

Mit dem "schön lang" ausgelegten Kupferdraht hast du bereits eine Induktivität die sich gegen das Ansteigen des Stromes wehrt. Du misst den Spannungsabfall an dieser Induktivität. Eigentlich ist es sogar ein Schwingkreis.

! Da fällt im Einschaltmoment die gesammte Betriebsspannung ab!

Bifilar aufwickeln das Zeug. Oder Messshunt mit Widerständen bauen.

Hallo

da die Lampe per Relais geschaltet wird, und das Relais wohl schön prellt (sieht man ja auch im Bild) hast Du auch Stromüberhöhungen durch eben diese Schaltvorgänge.

Gast

» da die Lampe per Relais geschaltet wird, und das Relais wohl schön prellt
» (sieht man ja auch im Bild) hast Du auch Stromüberhöhungen durch eben
» diese Schaltvorgänge.

Nö, das ist WMMM.