Невозможность коммутации 230 В 10 A миниатюрным электромагнитным реле. И поможет ли элегаз, инертный газ и т.д.?

Question

Невозможность коммутации 230 В 10 A миниатюрным электромагнитным реле. И поможет ли элегаз, инертный газ и т.д.?

yy уу Ученик (108), на голосовании 2 месяца назад

Некое компактное устройство, в котором есть электромагнитное реле. Оно должно включать вышеупомянутую нагрузку, при этом питается реле от блока питания, подключенного к той же сети.

Все очень миниатюрное. Реле взято с током коммутации (при 250 В) до 20 A.

Нагрузки много такой, какая дает пусковой ток. Даже светодиодные лампы его дают!
Это учтено - кроме реле есть рубильник, управляемый человеком, и реле коммутируется лишь при выключенном рубильнике.
Ну и ок, да? Отнюдь! В сети периодически бывают сбои, длительностью может в секунду или 500 мс, но реле при этом делает "выкл-вкл" прямо под нагрузкой, и... И спустя N таких сбоев оно просто сгорает внутри, и ЗАЛИПАЕТ.

Поставить реле на 40 А - это уже ощутимый удар по миниатюрности, да и не факт, что это поможет. Повторюсь, ток нагрузки без учета пускового тока - всего лишь 10 А, реле на 20, и - вот так вот.

Есть разные выходы.

Забацать самодельное реле, с дугогасящей камерой. Увы, слишком дорогая и долгая разработка, особенно без опыта и без станков.
Симисторы. Минусов - куча.
Запасающие конденсаторы, но вряд ли от них будет толк, мало места.
Запасающий аккумулятор маленький литиевый. И опять удар по миниатюрности устройства.

А есть такой выход. Сверлим корпус реле аккуратно. Выкачиваем воздух, закачиваем элегаз, и умудряемся заделать корпус герметиком, не допуская выхода элегаза. По идее должно получиться герметично. Можно еще взять азот или CO2.

Что это дает? Сварка-то контактов между собой - станет только еще лучше. Но чтобы она произошла, мне кажется они сначала должны неплохо обгореть, чтобы нагрев стал сильнее при коммутации. А для этого нужен O2. А тут инертная атмосфера. Не будут они обгорать, и контакт может ухудшиться лишь за счет электроэрозии, но почему-то я думаю, что электроэрозия не сделает так плохо.

Как думаете, я прав? Стоит пробовать такой метод?

Обычные электромагнитные реле, черненькие такие.

Answer 1

/bin/laden Искусственный Интеллект (113101) 3 месяца назад

сделать гибридное реле - симистор+ЭМ реле

yy ууУченик (108) 3 месяца назад

А чем этот гибрид лучше просто симистора?

Гибрид не будет срабатывать от помех? Вряд ли, если от них будет срабатывать симистор сам по себе. Конечно, если его "управляющий переход + резистор" запараллелить с катушкой реле, то ток помехи разделится между реле и симистором. Но тогда можно просто резистор поставить параллельно. А еще интересным вариантом мне кажется - взять симисторов этак 10, или 20, и запараллелить. В этом случае и чувствительность к помехам должна быть низкой и есть шансы что в случае КЗ нагрузки эти симисторы не будут сгорать (пока срабатывает предохранитель или автомат).

Answer 2

Проблемы коммутации переменных токов промышленных частот давно решены с появлением твёрдотельных реле и IGBT транзисторов, и давно используются ведущими западными корпорациями!

Мне, в частности, как инженеру, имеющему сертификаты Кацурагава и APC, попадались реализации электронных переключателей, производившие коммутацию в момент перехода переменного тока нулевого значения на сотни и даже тысячи ампер...

Азъ есьмь благ и человеколюбец,... поелику остаюсь лишь червём смердящим... Я индуктор (или indignæ - недостойный лат.) от рождения. Истинность моих ответов зависит лишь от правильности формулировок вопросов.

Answer 3

Shurovik Искусственный Интеллект (709779) 3 месяца назад

Твердотельное реле поможет. ЭМ реле при токах 10А с напряжением 230 В быстро из строя выйдет - контакты искрить будут немилосердно при коммутации.

yy ууУченик (108) 3 месяца назад

Но готовое твердотельное реле - слишком громоздко, а делать свое - например на симисторах (параллельных) - тут свои приколы. Например помехоустойчивость. И как оно поведет себя при КЗ нагрузки, пока срабатывает автомат или предохранитель, тоже непонятно.

А ЭМ реле может и работало бы нормально, если бы ток действительно был строго до 10 А (или до 20 А, как написано на корпусе ЭМ реле).
Но как уже сказал есть пусковые токи, те же хваленые светодиодные лампочки их создают. Сталкивался с этим еще при питании от инвертора 12-220: только очень хороший и дорогостоящий инвертор может одновременно потянуть включение кучи лампочек, а вот если включать по очереди, то почему-то все нормально. Но если лампочек и людей очень много, то иногда будут включать одновременно...

yy ууУченик (108) 3 месяца назад

Имею в виду, что если светодиодные лампочки включать по очереди (и в итоге включить их все), то пускового тока почти нет, а вот если сразу все включить (как и бывает при выключении и включении всей сети, поздно вечером, когда все лампочки горят) то пусковой ток очень даже большой

Answer 4

Дмитрий Низяев Искусственный Интеллект (833288) 3 месяца назад

инертный газ может защитить только от окисления. Но от сваривания контактов и их деформации от нагрева он никак не защитит.

yy ууУченик (108) 3 месяца назад

Но я предполагаю, что без окисления невозможна и сварка, потому что для сварки нужно достаточно большое сопротивление, а оно образуется после N коммутаций, которые дают толстую оксидную пленку.
То есть я тут вижу контактную сварку, а не дуговую. Хотя присутствует дуга.
Вполне возможно, что я ошибаюсь. А может и нет...

yy ууУченик (108) 3 месяца назад

Даже при дуговой сварке, есть сопротивление дуги - да, оно относительно велико, и поэтому по Джоуль-Ленцу там выделяется много тепла, но и сопротивление окислов тоже сюда добавляется

Answer 5

Ты не написал род тока, а также напряжение коммутации реле. Возможно поможет RC цепочка параллельно контактам реле, примерно 30-50 Ом, 0,3-0,4 мкФ 400 В. Расчетов в сети валом. Миниатюрность реле не обеспечивает нужный зазор контактов, поэтому тянется дуга при отключении. Идея с газом не пройдет, все равно остается дуга. Ищи твердотельное реле или делай сам на симисторе или на двух мосфетах. Примерная схема на мосфетах коммутации нагрузки на переменном токе ниже, но лучше на симисторе в корпусе ТО-220.