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Verstehen der Induktivität von Relaisspulen zur Bestimmung der Energie, die von der Spule beim Abschalten freigesetzt wird

Benutzer von Relais wollen häufig gerne die Induktivität der verwendeten Relaisspule kennen, um die Energie bestimmen zu können, die von der Spule beim Entregen freigegeben wird.

 

Die Induktivität der Spule bei sitzendem Anker ist größer als bei nicht sitzendem Anker. Dies liegt daran, dass die Induktivität direkt mit der inkrementalen Permeabilität ( µ ) und umgekehrt mit der Länge ( l ) des Magnetkreispfades variiert. Der Luftspalt im Magnetkreis eines unbestückten Ankers nimmt sowohl µ ab als auch l zu. Je größer die Induktivität, desto größer ist natürlich auch die Energie, die beim Abschalten in den Spulenkreis abgegeben wird.

 

Die Induktivität variiert auch mit der Spulenspannung, da die Permeabilität mit der Magnetisierungskraft variiert, die wiederum von der Spulenspannung bestimmt wird. Für Werte, die für den Schaltungsentwickler am aussagekräftigsten sind, sollte die Induktivität unter Bedingungen gemessen werden, die den tatsächlichen Relaisbetrieb simulieren, also bei Nennspannung und -strom.

 

Die Induktivität mit sitzendem Anker stellt die tatsächlichen Anwendungsbedingungen in dem Moment dar, in dem die Spulenleistung abgeschaltet wird. Wenn der Spule der Strom entzogen wird, erzeugt die Spule eine Gegenspannung, -e = L(di/dt), die in den Schaltkreis des Schalters zurückgeführt wird. Je nach Energiepegel kann sich dieser Spannungsstoß nachteilig auf die Lebensdauer oder die Betriebseigenschaften des Schalters auswirken, der die Relaisspule steuert. ( Methoden zum Schutz des Schalters finden Sie unter "Spulendämpfung kann die Lebensdauer des Relais verkürzen", 13C3264.)

 

Die Induktivität von Gleichstromspulen sollte mit der L = tR-Methode unter Verwendung eines Oszilloskops gemessen werden. Diese Methode erfordert das Anlegen einer Nenngleichspannung an die Spule, während der Anker physisch im Sitz gehalten wird. Der Wert t ist die Zeit, in der der Spulenstrom auf 0,623 seines stationären Wertes ansteigt, und R ist der Gleichstromwiderstand der Spule in Ohm, gemessen mit einem Ohmmessgerät.

 

Die Induktivität von Wechselstromspulen kann durch Messung der Spulenspannung und des Stroms und der tatsächlichen Leistung, die durch die Verwendung eines Wattmessgeräts verbraucht wird, bestimmt werden. Das Produkt der Spulenspannung und des Stroms ist die "VA" in der folgenden Gleichung, "W" ist die Leistung, die durch das Wattmessgerät angegeben wird. R = gemessener DC-Widerstand in Ohm.

1. Formel

Wenn kein Wattmessgerät verfügbar ist, kann die Induktivität durch die Verwendung eines Oszilloskops mit zwei Spuren bestimmt werden, dessen Eingang von einer Stromsonde gespeist wird. Bei dieser Methode wird der Spule eine Nennspannung mit der richtigen Frequenz aufgeprägt, und die zeitliche Verschiebung t der angelegten Spannung und des Spulenstroms wird mit dem Oszilloskop gemessen. Die Induktivität wird wie oben berechnet, wobei Folgendes gilt:

t = Zeit in ms der Verzögerung des Spulenstroms im Vergleich zur Spulenspannung 

Abbildung 1

Verstehen der Induktivität von Relaisspulen zur Bestimmung der Energie, die von der Spule beim Abschalten freigesetzt wird

Benutzer von Relais wollen häufig gerne die Induktivität der verwendeten Relaisspule kennen, um die Energie bestimmen zu können, die von der Spule beim Entregen freigegeben wird.

 

Die Induktivität der Spule bei sitzendem Anker ist größer als bei nicht sitzendem Anker. Dies liegt daran, dass die Induktivität direkt mit der inkrementalen Permeabilität ( µ ) und umgekehrt mit der Länge ( l ) des Magnetkreispfades variiert. Der Luftspalt im Magnetkreis eines unbestückten Ankers nimmt sowohl µ ab als auch l zu. Je größer die Induktivität, desto größer ist natürlich auch die Energie, die beim Abschalten in den Spulenkreis abgegeben wird.

 

Die Induktivität variiert auch mit der Spulenspannung, da die Permeabilität mit der Magnetisierungskraft variiert, die wiederum von der Spulenspannung bestimmt wird. Für Werte, die für den Schaltungsentwickler am aussagekräftigsten sind, sollte die Induktivität unter Bedingungen gemessen werden, die den tatsächlichen Relaisbetrieb simulieren, also bei Nennspannung und -strom.

 

Die Induktivität mit sitzendem Anker stellt die tatsächlichen Anwendungsbedingungen in dem Moment dar, in dem die Spulenleistung abgeschaltet wird. Wenn der Spule der Strom entzogen wird, erzeugt die Spule eine Gegenspannung, -e = L(di/dt), die in den Schaltkreis des Schalters zurückgeführt wird. Je nach Energiepegel kann sich dieser Spannungsstoß nachteilig auf die Lebensdauer oder die Betriebseigenschaften des Schalters auswirken, der die Relaisspule steuert. ( Methoden zum Schutz des Schalters finden Sie unter "Spulendämpfung kann die Lebensdauer des Relais verkürzen", 13C3264.)

 

Die Induktivität von Gleichstromspulen sollte mit der L = tR-Methode unter Verwendung eines Oszilloskops gemessen werden. Diese Methode erfordert das Anlegen einer Nenngleichspannung an die Spule, während der Anker physisch im Sitz gehalten wird. Der Wert t ist die Zeit, in der der Spulenstrom auf 0,623 seines stationären Wertes ansteigt, und R ist der Gleichstromwiderstand der Spule in Ohm, gemessen mit einem Ohmmessgerät.

 

Die Induktivität von Wechselstromspulen kann durch Messung der Spulenspannung und des Stroms und der tatsächlichen Leistung, die durch die Verwendung eines Wattmessgeräts verbraucht wird, bestimmt werden. Das Produkt der Spulenspannung und des Stroms ist die "VA" in der folgenden Gleichung, "W" ist die Leistung, die durch das Wattmessgerät angegeben wird. R = gemessener DC-Widerstand in Ohm.

1. Formel

Wenn kein Wattmessgerät verfügbar ist, kann die Induktivität durch die Verwendung eines Oszilloskops mit zwei Spuren bestimmt werden, dessen Eingang von einer Stromsonde gespeist wird. Bei dieser Methode wird der Spule eine Nennspannung mit der richtigen Frequenz aufgeprägt, und die zeitliche Verschiebung t der angelegten Spannung und des Spulenstroms wird mit dem Oszilloskop gemessen. Die Induktivität wird wie oben berechnet, wobei Folgendes gilt:

t = Zeit in ms der Verzögerung des Spulenstroms im Vergleich zur Spulenspannung 

Abbildung 1