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theageman(R)

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Bremen,
16.01.2008,
22:00
 

Zeitkonstante RC-Glied (Bauelemente)

Guten Abend,

in einer Firma, für fie ich des öfteren tätig bin, werden sog. HQI-Leuchtmittel eingesetzt (2kW, 400VAC), welche durch die vorgeschalteten Drosseln einen ungünstigen cos-phi aufweisen. Aus diesem Grund wurden die Vorschaltgeräte (in denen sich die Drosseln befinden) mit einer Kompensation ausgestattet. Es handelt sich dabei um entsprechend spannungsfeste Kondensatoren mit einer Kapazität von 35µF.
Soweit ist auch alles gut. Der cos-phi liegt jetzt bei etwa 0.97, was vollkommen zufriedenstellend ist (für eine nicht elektronische PFC). Aber da unsere Anlagen mobil ausgelegt sind (Veranstaltungstechnik), kann es vorkommen, daß die Leuchtmittel in einem ungünstigen Moment abgeschaltet werden und die Kondensatoren dadurch noch mit einer relativ hohen Spannung geladen sind (die Kondensatoren liegen parallel zur Einspeisung, dahinter in Reihe die Drossel und das Entladungsleuchtmittel).
Während des letzten Abbaus einer Veranstaltung hat sich natürlich prompt ein Kondensator (oder sogar mehrere?) teilweise über meinem Kollegen entladen. Da dies natürlich grundsätzlich unerfreulich ist, dachte ich mir, daß ich mal besser jeweils einen Widerstand parallel zum Kondensator schalte, damit der sich darüber entladen kann.

Meine eigentliche Frage ist jetzt, ob ich da soweit richtig gerechnet habe, oder das vollkommen Murks ist:

Maximale Spannung am Kondensator:

Umax=(400Vac + 10%)*sqrt(2)=622V (worst case)

tau=R*C

Uc=Umax*e^-(t/tau) = Umax*e^-(t/RC)

=> t = -tau * ln(Uc/Umax)

dazu dann folgende Überlegungen: im Widerstand wird maximal eine Leistung von (Umax*Umax)/R umgesetzt. Bezahlbar (und von den Dimensionen noch OK) wäre ein 2W-Widerstand. Daher müsste der R mindestens einen Wert von (Umax*Umax)/2W=194k aufweisen. Ich wähle also 220k/2W/5% und käme auf eine Leistung von (Umax*Umax)/(220k - 5%)=1.84W. (worst case)

Wenn ich nun für Uc 50V ansetze, und damit ermitteln möchte, wann die Spannung am C nicht mehr gefährlich ist, käme ich auf:

t = -220k * 35µF * ln (50V/622V) = 19.41s

Das sehe ich doch richtig, oder? Im worst case läge an der Kompensation nach spät. 20s keine gefährliche Spannung mehr an.

Ich hoffe, das ganze war jetzt nicht zu aufwändig beschrieben.

Grüße, Olli.

--
Jazz is not dead, it just smells funny! (Frank Zappa, 1974)

Jüwü(R)

E-Mail

Würzburg,
17.01.2008,
11:27

@ theageman

Zeitkonstante RC-Glied

Dein Vorhaben ist so ok;-)

theageman(R)

Homepage E-Mail

Bremen,
17.01.2008,
13:09

@ Jüwü

Zeitkonstante RC-Glied

» Dein Vorhaben ist so ok;-)

Aha, herzlichen Dank!

--
Jazz is not dead, it just smells funny! (Frank Zappa, 1974)

paul

17.01.2008,
17:02

@ theageman

Zeitkonstante RC-Glied

Oder die Leuchtmittel an einem günstigeren Ort schalten, damit der Kondensator gleich über die Leuchtmittel entladen wird.

Gruss Paul

theageman(R)

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Bremen,
17.01.2008,
17:15

@ paul

Zeitkonstante RC-Glied

» Oder die Leuchtmittel an einem günstigeren Ort schalten, damit der
» Kondensator gleich über die Leuchtmittel entladen wird.
»
» Gruss Paul

Ich glaube, daß das nicht möglich ist, da es sich bei den Leuchtmitteln, wie gesagt, um Entladungslampen handelt. Sobald der Strom abbricht, haben die Kondensatoren keine Chance mehr, sich an den Leuchtmitteln zu entladen.
Oder versteh' ich da gerade den wesentlichen Punkt nicht?

Gruß, Olli.

--
Jazz is not dead, it just smells funny! (Frank Zappa, 1974)

x y

17.01.2008,
17:19

@ theageman

Zeitkonstante RC-Glied

» Oder versteh' ich da gerade den wesentlichen Punkt nicht?

Ach wo, du hast das schon richtig verstanden. Den Bleeder würde ich aber aus mehreren, in Reihe geschalteten, Widerständen aufbauen. Für langfristige Zuverlässigkeit ist es sinnvoll nur die Hälfte der Spannungsfestigkeit (siehe Datenblatt!) auszunützen.