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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schaltregler 230V zu 120V 900W


Autor: mueller (Gast)
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Hallo Alle miteinander
Also meine Frau hat aus den USA eine Espressomaschine bekommen und will 
die jetzt hier in Deutschland betreiben. (bitte mich nicht nach den Sinn 
fragen,habe da kein Stimmrecht....). Also einen Trafo ist mir zu teuer 
und passt auch nicht in das Gerät. Ich dachte an folgende Lösung: die 
Pumpe gegen eine 230 V 50Hz Version wechseln (17 Euro) und die Heizung 
(900W) mit Step down regler ca.Ua=100 V DC zu betreiben. Nun habe ich 
eine gewisse Erfahrung mit Schaltregler , aber Step down regler mit 300V 
Eingangspannung macht mir doch etwas Kopfzerbrechen, da im Falle des 
Durchbruches des Feds dann die Heizung sicher durchbrennt und ich den 
Ärger habe. Eine 120V Z Diode als Schutz gefällt mir auch  nicht. Oder 
ganz anders, eine Halbwelle nur zu verwenden (Diode) geht auch nicht so 
richtig da die Schalter das nicht aushalten (etwa zweifacher Strom) und 
dann wieder das Problem mit der Schutzschaltung. Habe nun keine so 
richtige Idee.

Autor: holger (Gast)
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>Also einen Trafo ist mir zu teuer
>und passt auch nicht in das Gerät.

Dann vergiss es oder pack den scheiß Trafo
in ein extra Gehäuse.

Autor: Otto (Gast)
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Es ist ja nicht nur die Heizung und die Pumpe - auch die Elektronik, das 
Mahlwerk und den Brühbaugruppenatrieb mußt Du speisen.

Bei einigen Modellen gibt es noch ein oder mehrere Magnetventile.

Ich denke, dass nur ein Spartrafo in einem externen Gehäuse Sinn macht.

Otto

Autor: mueller (Gast)
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Hallo Otto
In der Maschine ist alles mechanisch (USA ;-)) außer die genannte
Heizung und Pumpe.

Autor: Skua (Gast)
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Für die Heizung Vollwellenpakete 1 Welle an 3 Wellen aus.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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mueller wrote:
> Hallo Alle miteinander
> Also meine Frau hat aus den USA eine Espressomaschine bekommen und will
> die jetzt hier in Deutschland betreiben. (bitte mich nicht nach den Sinn
> fragen,habe da kein Stimmrecht....). Also einen Trafo ist mir zu teuer
> und passt auch nicht in das Gerät. Ich dachte an folgende Lösung: die
> Pumpe gegen eine 230 V 50Hz Version wechseln (17 Euro) und die Heizung
> (900W) mit Step down regler ca.Ua=100 V DC zu betreiben. Nun habe ich
> eine gewisse Erfahrung mit Schaltregler , aber Step down regler mit 300V
> Eingangspannung macht mir doch etwas Kopfzerbrechen, da im Falle des
> Durchbruches des Feds dann die Heizung sicher durchbrennt und ich den
> Ärger habe. Eine 120V Z Diode als Schutz gefällt mir auch  nicht. Oder
> ganz anders, eine Halbwelle nur zu verwenden (Diode) geht auch nicht so
> richtig da die Schalter das nicht aushalten (etwa zweifacher Strom) und
> dann wieder das Problem mit der Schutzschaltung. Habe nun keine so
> richtige Idee.

Wenn Du den Aufwand mit DC-Wandler betreiben magst, dann wird Dich ein 
gebrauchter Trafo 230/110 V wesentlich billiger kommen.

Bedenke, dass die Heizung in der Regel über Schalter , Thermostat läuft 
-- diese Schaltelemente mögen den DC-Lichtbogen nicht besonders beim 
Abschalten.

Du darfst also erheblich mehr umbauen an Eurer Maschine -- für den 
Aufwand kannst Du Dir den Espresso täglich frisch vom Italiener  bringen 
lassen.


Andrew

Autor: Anon Ymous (avion23)
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Skua wrote:
> Für die Heizung Vollwellenpakete 1 Welle an 3 Wellen aus.

Was sagt ihr dazu? Ich finde nichts, was dagegen spricht.

Autor: Einer (Gast)
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Klingt gut.
Geht wahrscheinlich auch weniger Präzise mit 555er und Triac.

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
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Einer wrote:
> Klingt gut.
> Geht wahrscheinlich auch weniger Präzise mit 555er und Triac.

Oh je. Damit hast du dann einen Phasenanschnitt mit mehr oder weniger 
zufälligen Anschnittswinkeln.

Einerseits ist Phasenanschnitt für Heizelemente IIRC nicht zulässig, 
andererseits wirst du damit gewaltige Störungen aufs Stromnetz 
aufkoppeln, sind ja auch schon fast 3000W, die du da dimmst.
Eine passende Entstördrossel wär dann auch schon fast so groß wie ein 
900W Spartrafo für 230->110V.

Autor: Einer (Gast)
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Dass das nicht erlaubt ist hab ich nicht gewusst.
Dachte bei rein Ohmschen kann das so gehen.
Also doch Skuas Methode.

Wieder was gelernt.

Autor: Gast (Gast) (Gast)
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Schade das da nur 500w gehen ...

http://www.pollin.de/shop/detail.php?g=OA==&a=NDUy...

ansonsten ist aber ein Heizelement doch eine einfache Ohmsche Last, da 
kann man doch Phasenan und abschnitt benutzen, bzw. die idee immer 3 
Wellen auslassen klingt eigentlich am einfachsten ... wenn die Leistung 
nicht quadratisch zur Spannung steigen würd könnte man einfach nen 
1-Dioden Gleichrichter nehmen ... das immer die hälfte ausgelassen wird 
... ansonsten hat aber die Heizung ja selbsttätig ne 
"Übertemperaturabschaltung" ;-) ... naja, das muss jeder selbst wissen 
...


Und noch so als ergänzung ... espressomaschine ist im allgemeinen ein 
Siebträger und kein Vollautomat, da haben die auch in Europa nicht mehr 
als ne Heizung und ne Pumpe ... bei den Richtig guten muss man auch noch 
per Hand den Druck aufgebeun ind da ist nur ne Heizung drin ... und was 
soll ich sagen, der Kaffee ist wirklich besser als aus 
Vollplastik-Vollautomaten ... köpfchen und fertig ... aber was man im 
Schweiße seines Angesichts selbst zusammenbrüht findet man vermutlich 
immer etwas "besonderer" ...

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
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Einer wrote:
> Dass das nicht erlaubt ist hab ich nicht gewusst.
> Dachte bei rein Ohmschen kann das so gehen.

Gehen tuts schon. Ist aber nicht nötig, Heizelemente sind ja recht 
träge, und flackern nicht wie Lampen mit Schwingungspaketsteuerung.

Ansonsten geben die Versorgungsbedingungen deines Stromversorgers 
Aufschluss.
Da steht dann z.B. drin:

(4)  Je    Haushaltanlage   ist  die   Installation von Leuchten mit
Phasenanschnittsteuerung nur bis insgesamt 1000 W ( Anschlußwert der
Lampen ) zulässig.

Aber auch Schwingungspaketsteuerung ist nicht unbegrenzt erlaubt, und 
sollte auf jeden fall Symetrisch arbeiten, wie z.B. die oben genannte 
1:3 Version. (Gleich oft Positive und Negative Halbwelle durchlassen.)

Tabelle für zulässige Leistung oben im Anhang.
d.H. 1:3 wäre auch nicht zulässig, eher was in der Richtung 10:30 ;)

Die Werte/Tabelle stammen aus den
Technische[n] Anschlußbedingungen der Gemeindewerke Nümbrecht GmbH
(Erster Google-Treffer).
Also sicherheitshalber auch beim eigenen Versorger nachsehen.

Autor: E. B. (roquema) Benutzerseite
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Warum nicht einfach ne dicke Diode in Reihe zu der Heizung --> Nur eine 
Halbwelle = Halbe Spannung...

Autor: oszi40 (Gast)
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@ Ema
eine Diode wäre evtl. die schnelle Lösung die LEISTUNG zu halbieren, die 
Müller aber nicht möchte, wie oben schon zu lesen ist.

Es bleibt jedoch die Frage, was sonst noch alles in der Maschine verbaut 
wurde und ob diese Bauteile (wie Entstörkondensatoren) überhaupt die 
230V Wechselspannung vertragen.


Ideale Lösung wäre noch eine amerikanisches Dieselaggreat 
nachzubestellen. Dann könnte seine Frau weltweit netzunabhängig. :-)

Autor: Stefan (Gast)
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" Warum nicht einfach ne dicke Diode in Reihe zu der Heizung --> Nur 
eine
Halbwelle = Halbe Spannung... "

Dann hast du zwar die halbe Spannung aber die doppelte Leistung (1800W) 
an deiner Heizung !!

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Dann hast du zwar die halbe Spannung aber die doppelte Leistung (1800W)
>an deiner Heizung !!

Und wie soll das gehen?

Autor: oszi40 (Gast)
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Hallo Stefan,

schau Dir genau an wie Wechselspannung aussieht und eine Diode 
funktioniert.
Dann wirst Du ganz schnell feststellen, daß man mit einer normalen 
Gleichrichterdiode nur eine Halbwelle wegrasieren kann. Die Spannung 
bleibt!!

Fachmänner braucht das Land.

Autor: A. K. (prx)
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Doppelte Spannung => vierfache Leistung.
Halbe Einschaltzeit => halbe Leistung.
Bleibt Faktor 2 übrig.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Dann wirst Du ganz schnell feststellen, daß man mit einer normalen
>Gleichrichterdiode nur eine Halbwelle wegrasieren kann. Die Spannung
>bleibt!!

Wieso bleibt die Spannung, wenn eine Halbwelle fehlt?


>Doppelte Spannung => vierfache Leistung.
>Halbe Einschaltzeit => halbe Leistung.

Nur über einem ohmschen Widerstand. Ein Schaltnetzteil ist aber kein 
ohmscher Widerstand!

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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A. K. wrote:
> Doppelte Spannung => vierfache Leistung.
> Halbe Einschaltzeit => halbe Leistung.
> Bleibt Faktor 2 übrig.

Genau so ist das. Leistung wächst qudratisch an, dank der "halben" Zeit 
durch die Diodenschaltung wird die doppelte Leistung im Heizkörper 
umgesetzt.

Fazit: Heizung 110V mit Diode an 230V == sehr wahrscheinlich überlastete 
Heizwicklung.

Autor: Klaus (Gast)
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Es gibt nichts einfacheres, als einen (Spar-) Trafo in einen 
Küchenunterschrank / Eckschrank einzubauen.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Klaus wrote:
> Es gibt nichts einfacheres, als einen (Spar-) Trafo in einen
> Küchenunterschrank / Eckschrank einzubauen.

Sag das nicht. Da bleiben noch genug Möglichkeiten, Fehler zu machen :-)

Aber ansonstne wäre das genau die Lösung, die ich auch einsetzen würde.
Und damit es stilecht bleibt, verwende man eine original NEMA-Steckdose 
aus dem Wal-Mart oder von Canadian tire Heimwerkermarkt.
that's it, man!!

Andrew

Autor: A. K. (prx)
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Matthias Lipinsky wrote:

>>Doppelte Spannung => vierfache Leistung.
>>Halbe Einschaltzeit => halbe Leistung.
>
> Nur über einem ohmschen Widerstand. Ein Schaltnetzteil ist aber kein
> ohmscher Widerstand!

Du meinst, die haben die vor die Heizung eigens einen Schaltregler 
montiert??? Die Frage war ja:

> Warum nicht einfach ne dicke Diode in Reihe zu der Heizung --> Nur eine
> Halbwelle = Halbe Spannung...

Autor: Stefan (Gast)
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@ oszi 40 !

Ja ja Fachmänner braucht das Land.
Im Gegensatz zu dir bin ich einer der auch rechnen kann.

P = U² / R

Es stimmt schon das bei einer Diode nur eine Halbwelle abgeschnitten 
wird und der effektivwert der übriggebliebenen Halbwelle wieder 230 V 
ist.
Der Spannungs-effektivwert über der gesamten Periodendauer ist aber nur 
die Hälfte.

Die Leistung verdoppelt sich also an der 900W Heizung.

So und nun werd rot und schäm dich mit deiner Aussage.

Autor: Gast (Gast) (Gast)
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Das Problem hierbei ist:

Nur eine Halbwelle bedeutet nicht Halbe Spannung!

Nur eine Halbwelle bedeutet: Trotzdem 230V (mittelwert) und die Hälfte 
der Zeit halt kein Strom ... zumindest denk ich nicht das bei 50Hz man 
das einfach so Mitteln kann, dafür müsste man das auf jedenfall noch 
glätten ... ansonsten ziehst du mit der Ohmschen Last in der Zeit, wo 
Strom fließt nämlich tatsächlich die vierfache Leistung und das könnte 
der Heizung nicht so gut bekommen ...

Autor: Gast (Gast) (Gast)
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arr zu langsam ;-) ... genau so ists ...

Autor: A. K. (prx)
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Da hier grad so intensiv geschämt wird: Eine der Definitionen vom 
Effektivwert der Spannung ist "Der Effektivwert eines Wechselstroms oder 
einer Wechselspannung entspricht dem Gleichstrom- oder -spannungswert, 
der in einem ohmschen Widerstand die gleiche Leistung (Wärme) erzeugt 
wie der über volle Perioden gemittelte Wechselstrom bzw. 
Wechselspannung." (Wikipedia).

Da die Leistung im Heizkörper bei 230V Halbwelle doppelt so hoch ist wie 
bei 115V Wechselspannung, kann der Effektivwert der Spannung bei nur 
einer Halbwelle dieser Definition gemäss nicht die Hälfte sein.

Autor: oszi40 (Gast)
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Sorry, ich war noch bei 120V als ich die eine Halbwelle abgeschnitten 
habe.
Asche auf's Haupt.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>>Ja ja Fachmänner braucht das Land.
>Im Gegensatz zu dir bin ich einer der auch rechnen kann.

>P = U² / R

>Es stimmt schon das bei einer Diode nur eine Halbwelle abgeschnitten
>wird und der effektivwert der übriggebliebenen Halbwelle wieder 230 V
>ist.
>Der Spannungs-effektivwert über der gesamten Periodendauer ist aber nur
>die Hälfte.

Nein. Durch Abschneiden einer Halbwelle ensteht (am selben Verbraucher) 
eine Effektivspannung von 70,7% der Unabgeschnittenen! Der Strom ist 
genauso nur 70,7% Effektivwert! Das Podukt aus beiden ergibt 50% 
Leistung gegenüber nicht abgeschnitten.

Autor: Markus F. (5volt) Benutzerseite
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Man könnte die Spannung auch gleichrichten und dann über einen dicken 
MOSFET (IRFP450 oder so, der hält 500V/14A aus) per Pulsweitenmodulation 
regeln. Aber auch hier die Entstördrossel nicht vergessen. Wenn man noch 
eine passende Sicherung in Reihe zur Heizung schaltet (4A Träge oder 
so), geht die Heizung auch nicht kaputt wenn die PWM versagt.

Autor: Mueller (Gast)
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Sicherung in Reihe...... Das ist es. Die Lösung war wirklich zu einfach.
Mit den Schalt-Regler habe ich geringes  Problem (hoffentlich), zumal 
ich alle Bauteile lagerhaltig
habe. Habe sonst immer Schaltregler für Elekronik bis jetzt gebaut und 
die sind halt sofort kaputt wenn volle Eingangsspannung anliegt.

Autor: Mueller (Gast)
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Hmm 900W => Formfaktorregelung weil über 100W fällt mir gerade ein.
Das auch noch. Ich bin jetzt bald so weit, eine Maschine bei Ebay zu
kaufen und das Innenleben zu wechseln...

Autor: Klaus (Gast)
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Zeig' mal ein Foto der Maschine.
Wieviel willste dafür haben ?
(Trafo 220 --> 110 habe ich selbst, danke).

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Wieviel willste dafür haben ?
>(Trafo 220 --> 110 habe ich selbst, danke).

Frag doch lieber so:

"Gib mir 50Euro und ich entsorge Dir die Maschine dafür" ;-)

Autor: Rolf (Gast)
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Es ist wirklich nicht zu fassen, mit welcher Ueberzeugung hier einige 
Leute "Beitraege" schreiben, die elektrotechnisch einfach ABSURD sind. 
Das regt mich derart auf, dass ich auch nach vier Jahren meinen Senf 
dazu geben muss.

Auch in der E-Technik ist das Perpetuum Mobile noch nicht erfunden. Es 
ist nicht moeglich, im zeitlichen Mittel (und nur darum geht es bei 
Heizwiderstaenden an 50Hz!!!) eine HOEHERE Leistung zu uebertragen, wenn 
man die Spannung UND die Zeit fuer die Leistungsuebertragung VERMINDERT.

Solche Beitraege zeigen m.E. wieder, was in der Bildung u.a. in 
Deutschland von der ersten Klasse an falsch laeuft: Naturwissenschaften 
werden nicht qualitativ und anschaulich vermittelt, sondern anhand von 
Formeln und Merksaetzen. Das Gesamtverstaendnis bleibt dabei ganz 
offensichtlich auf der Strecke.

Dank aber z.B. an Lippy, der zeigt, dass Ausbildung doch nicht 
zwangsweise was mit Einbildung zu tun haben muss.
Einigen anderen moechte ich jedoch das gute alte Nuhr-Zitat ans Herz 
legen: "Wenn man keine Ahnung hat, einfach mal die Fresse halten!"

Schoene Weihnachten,
Rolf

Autor: Steel (Gast)
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Lasst mich noch mal ne Alternative ins die Runde werfen:

1,5kW Frequenzumrichter billig aus der Bucht holen.
Diesen auf U/f Kennline, Eckfrequenz 60Hz, 110V, schnelle Rampen. an den 
Ausgang noch nen Sinusfilter -> Tada, fertig ist das schöne? US-Netz. Da 
darf dann auch die Pumpe bleiben.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Dank aber z.B. an Lippy, der zeigt, dass Ausbildung doch nicht
>zwangsweise was mit Einbildung zu tun haben muss.

Ich fasse das als Kompliment auf und bedanke mich für die Blumen.

Autor: Rumpel & Stilz (Gast)
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Der Poster wuerde zu Entsorgung missbraucht. Am Besten gleich bei der 
Verwertung vorbeibringen...

Autor: Rolf (Gast)
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@ Lippy:
Voellig korrekt verstanden, so war das auch gemeint!

Ich muss allerdings an dieser Stelle Abbitte leisten fuer meine 
schlampige Formulierung: Je nach gewaehlter Betrachtungsweise ist beim 
Halbwellenschnippeln
- ENTWEDER die Spannung vermindert (wenn man den Effektivwert 
betrachtet)
- ODER die Spannung bleibt gleich (wenn man den Verlauf von Null bis 
Spitze und zurueck betrachtet), doch ihre Wirkdauer innerhalb der 
Periode ist vermindert.

Aber wie immer man es dreht und wendet - waermer wird's am Ende nicht...

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