Kondensator in Fequenzweiche explodiert

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qwertz79
Neuling
#1 erstellt: 05. Sep 2010, 09:51
Folgendes Problem, bei meinem selbstgebauten 3-Wege Lautsprecher geht immer der 33µ Kondensator für den Mitteltonweg kaputt. Nicht sofort, erst nach einer Weile Betrieb. Dann zerledert es ihn aber regelrecht. Ich betreib das Ding an einer PA-Endstufe (ca. 200W) und bin etwas ratlos. Ich setze Conrad-Bipolar-Kodensatoren mit 33µ und 100V ein. Überseh ich irgendwas? Nach welchen Parametern muß ich den Kondesator auswählen? Die Kapazität ergibt sich ja aus der Trennfrequenz und 100V Spannungsfestigkeit sollten ja auch reichen. Was muss ich noch beachten?
audiophilanthrop
Inventar
#2 erstellt: 05. Sep 2010, 19:39
An möglichen Ursachen fällt mir da ein:
1. Es kommt im Elko zu einer Spannungsüberhöhung, so daß die 100 V doch nicht ausreichen.
2. Die Verlustleistung im Elko ist zu groß, damit letztlich der ESR.

"Mit einem Aktivkonzept wäre das nicht passiert."

Du kannst versuchen, 2x 2 Elkos in Serie parallel zu schalten. Elektrisch absolut gleich, außer mit knapp verdoppelter Spannungsfestigkeit und auf 4 Elkos verteilte Verlustleistung. Alternativ die Elko-Sorte wechseln (niedrigerer ESR / höhere Spannungsfestigkeit / größere Bauform).

Abgesehen davon ist eine Trennung 1. Ordnung schon lange nicht mehr Stand der Technik.
Mahathma
Stammgast
#3 erstellt: 05. Sep 2010, 21:59
Beim PA-Lautsprechern verwende ich ausschließlich Folienkondensatoren (MKT´s). Normale Elkos sind von der Strombelastbarkeit der Sache nicht (immer) gewachsen. Durch ihre inneren Verluste wird das Elektrolyt regelrecht gekocht. Bei Intertechnik (z.B.) kostet ein MKT ca. 11€. Das sollte die Sache wert sein. Die Überleben auf alle Fälle.

Weshalb ist 6dB altmodisch? Wenn es zur abfallenden Flanke des Gehäuses passt, ergibt sich dann wesentlich mehr als 6dB/Octave. Davon abgesehen ist es das beste Filter wenn es die verwendeten Chassis zulassen. Das geht aber leider nur bei ganz wenigen, extrem gutmütigen (keine pseudomodernen Metallmembranen!).
richi44
Hat sich gelöscht
#4 erstellt: 06. Sep 2010, 13:45
Es wäre vorteilhaft, wenn Du das Schaltbild der Weiche einstellen würdest. Wenn nämlich da etwas falsch berechnet wurde (die Lautsprecherimpedaz nimmt mit steigender Frequenz zu und ist somit nicht mehr 4 oder 8 Ohm!) kann sich ein Serieresonanzkreis bilden, welcher gegen aussen fast als Kurzschluss wirkt, was aber intern zu einer Spannungsüberhöhung wird und damit die Spannungsfestigkeit des Elkos übersteigt.
Kommt hinzu, dass ein Elko eigentlich nicht für Wechselspannung gebaut ist, auch ein bipolarer nicht und dass vor allem die Wechselspannungsfestigkeit um einiges tiefer liegt als die aufgedruckte Gleichspannungsfestigkeit.

Also, Schaltbild einstellen (und angeben, was für Lautsprecher daran hängen) und nachher halt Folienkondensatoren verwenden statt der Elkos.
qwertz79
Neuling
#5 erstellt: 06. Sep 2010, 18:26
Ich hab jetzt mal die Weiche aufgenommen. Es ist auch keine selbstgebaute, sondern (wenn auch für knappes Geld) gekaufte. So siehts aus:




Uploaded with ImageShack.us

Die Induktivitäten der Spulen konnte ich nicht aufdecken und die Spule, welche da bei den Mitten parallel hängt ist mir ein wenig suspekt.
Was sagt ihr hierzu?


[Beitrag von qwertz79 am 06. Sep 2010, 18:27 bearbeitet]
nordinvent
Inventar
#6 erstellt: 06. Sep 2010, 20:02
es gibt auch elkos mi 400 , 800 , 1200 volt
Mahathma
Stammgast
#7 erstellt: 06. Sep 2010, 20:19
Welcher Kondensator geht kaputt? Der mit 3,3µF oder mit 22µF?
richi44
Hat sich gelöscht
#8 erstellt: 07. Sep 2010, 07:05
Richtigerweise müsste man noch die Werte der Spulen haben und die tatsächliche Impedanz der Lautsprecher (Messkurven). Aber einfach mal so aus den Kondensatorwerten tippe ich auf eine Trennung bei ca. 750Hz und 5000Hz. Und ich gehe beim Tieftöner von einer Impedanz von 10 Ohm bei den 750Hz aus, beim Mitteltöner von 8 Ohm bei 750Hz und etwa 8,5 Ohm bei 4000Hz.
Wenn ich beim Tieftöner von einem Kondensator von 15yF ausgehe und annehme, es wären Spulen aus der Normreihe verbaut, so bekäme ich eine Trennung von 720Hz bei 3,3mH und einer Lautsprecherimpedanz von 10,5 Ohm. Das sind mal realistische Werte.

Rechne ich nun den Mitteltöner mit 33 Mikrofarad, so ergäbe dies eine Induktivität von 1.5mH und eine Lautsprecherimpedanz von 4,7 Ohm. Das wäre für einen 4-Ohm-Lautsprecher realistisch.
Rechne ich mit 22 Mikrofarad, so käme ich auf 2,2mH und rund 7 Ohm Impedanz was bei einem 8 Ohm-Lautsprecher unwahrscheinlich ist.

Betrachte ich die Hochtonweiche so ergibt ein Kondensator von 2,7yF bei 7,8 Ohm eine Trennung bei 5400Hz zusammen mit einer Spule von 0.33mH. Dies könnte also realistisch sein.

Beim Mitteltöner müssten wir bei einer Trennung von 5400 Hz
einen Kondensator von 3,3yF haben, eine Spule von 0,27mH aber eine Impedanz von 6,4 Ohm. Das ist bei einem 8 Ohm Chassis gar nicht möglich sondern nur bei einem Chassis mit 4 Ohm!

Wenn ich also die verwendeten Kondensatoren anschaue und von der Normreihe ausgehe, muss der Tieftöner bei 720Hz getrennt werden, der Hochtöner bei 5400Hz. Das funktioniert dann, wenn der Tieftöner bei der Trennung eine Impedanz von 10,5 Ohm hat und der Hochtöner bei den 5,4kHz 7,8 Ohm. Das sind realistische Werte.
Beim Mitteltöner bekomme ich mit entweder 33 yF und 4,7 Ohm die gewünschte Trennung (was bei einem 4 Öhmer denkbar wäre) zusammen mit 1,5mH oder
es gehören 22yF rein bei einer Impedanz von 7 Ohm und einer Spule von 2,2mH.
Rechne ich aber mit ähnlichen Impedanzen die Hochtontrennung am Mitteltöner, also die 3,3yF plus unbekannte Spule, so ergäbe dies wie oben geschrieben eine Impedanz von 6,4 Ohm, was bei einem 4 ohmigen Lautsprecher möglich ist, nicht aber bei einem 8 ohmigen. Also muss der Mitteltöner ein 4 Ohm-Modell sein.

Haben wir nun einen 8 Ohm-Lautsprecher drin, obwohl ein 4 Ohm rein gehört, bildet sich aus den 33 Mikrofarad und der einen Spule (die rechte am Mitteltöner) ein Seriekreis, der fast einen Kurzschluss produziert und somit zu einer Spannungsüberhöhung von etwa dem Dreifachen der nominellen Spannung führt. Dies verträgt der Kondensator nicht.

Die Verwendung eines 8 Ohm-Lautsprechers zusammen mit den 22 yF sind ein Kompromiss, aber es gibt irgendwie keinen Sinn, weil da Impedanzen nötig würden, die der 8ohmige nicht bringt. War da mal ursprünglich angedacht, andere Mitteltöner zu verwenden oder 2 parallel zu betreiben?

Ich würde vorschlagen dass Du mal alles, aber wirklich alles auf den Tisch legst. Ich will wissen, was für Spulen Du da verbaut hast oder ob das eine Fertig-Weiche (oder eine alte aus einer fremden Box) ist. Und sag was das für Chassis sind. So wie es aussieht kommen wir am weitesten mit 33 Mikrofarad (KEIN ELKO!) und 4 Ohm Mitteltöner.


[Beitrag von richi44 am 07. Sep 2010, 07:11 bearbeitet]
UweM
Moderator
#9 erstellt: 07. Sep 2010, 08:34

nordinvent schrieb:
es gibt auch elkos mi 400 , 800 , 1200 volt


400V ja, 800V oder gar 1200V ganz klar : Nein!

Grüße,

Uwe
qwertz79
Neuling
#10 erstellt: 07. Sep 2010, 18:03
Hochtonhorn:
http://www.voelkner....Ohm-Hochtonhorn.html
Mitten:
http://www.voelkner....Lautsprecher-10.html
Tiefen:
http://www.llv-shop....300_detail_1803.html

Auf den Spulen kann ich wirklich keine Induktivität ablesen, wird aber schon standard sein, da Standard-Frequenzweiche.
Und es fliegt der 22µ davon, hab mich oben vertippt, sind keine 33µ.
Mahathma
Stammgast
#11 erstellt: 07. Sep 2010, 19:26
Hallo Leute! Macht´s doch nicht sooo kompliziert! Ohne Messsystem, LCR-Messgerätschaften kann man doch nichts aus der Ferne beurteilen! Wenn die Box zufriedenstellend klingt und für die Endstufe keine Probleme bereitet, kann mans auch so belassen. Klar, mit einer Fertigweiche ist es nicht optimal und durch Anpassungen lässt sich das Ganze durchaus optimieren. Das Problem des durchfliegenden Elkos lässt sich doch simpel durch den Einsatz von MKT´s erledigen!
richi44
Hat sich gelöscht
#12 erstellt: 08. Sep 2010, 06:47
In Deinem Schaltbild hast Du jeweils 8 Ohm als Lautsprecherimpedanz eingetragen, ich habe Dir vorgerechnet, dass die Weiche in den Mitten für 4 Ohm wäre und dass 8 Ohm da nicht passen. Nun hast Du aber gerade im Mittelton einen 8 Ohm, dafür aber in den Höhen einen 4 Ohm, das geht nun gar nicht.
Kann natürlich sein, dass es für Dich gut klingt, denn der Hochtöner ist ja auch um einiges lauter als der Rest und das verliert er durch die falsche Weiche. Aber solange zu den Chassis keine wirklichen Impedanzangaben vorhanden sind, lässt sich eine Weiche nicht berechnen. Und solange keine Frequenzgänge vorliegen lässt sich nicht mal ein vernünftiger Vorschlag für die Trennfrequenzen geben.
qwertz79
Neuling
#13 erstellt: 08. Sep 2010, 21:48
Mehr Daten bekommen ich für die Pappen nicht ran. Wäre es nun eine vertretbare Lösung da nen 22µ MKT einzusetzen, daß das Ding wieder läuft? KLang ja eigentlich immer ganz gut, für meine Holzohren.
richi44
Hat sich gelöscht
#14 erstellt: 09. Sep 2010, 05:49
Das wäre die einzig "vertretbare" Lösung ohne die Chassis zu wechseln.
qwertz79
Neuling
#15 erstellt: 09. Sep 2010, 20:07
Dann werde ich das erstmal so machen und für mir später mal was richtiges überlegen. Danke für eure Hilfe.
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