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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Sanftanlauf?


Autor: Holm Tiffe (holm)
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Ich habe hier von einem Freund einen elektronischen Sanftanlauf für 
einen Drehstrom Asynchronmotor, das Teil ist defekt, es fliegt sofort 
die Sicherung.
Auf der Platine befindet sich ausßer Kleinkram im Wesentlichen ein 
dicker Thyristor 30TPS12 und eine Diode 40EPS12 jeweils im TO247 Gehäuse 
von IR.
Der  Motor direkt an die Phasen angeschlossen läuft problemlos und hat 
auch keine Schlüsse gegen das Gehäuse.

Mein Problem nun: Wie soll die Schaltung mit nur einem Thyristor 
überhaupt funktionieren?

PS: Kurzer Test meint, der Thyristor ist breit, ich werde das nachher 
noch verifizieren, muß ihn erst mal auslöten..

Gruß,

Holm

Autor: Benni Nori (benninori)
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Holm Tiffe schrieb:
> Mein Problem nun: Wie soll die Schaltung mit nur einem Thyristor
> überhaupt funktionieren?

Ich tippe mal auf Phasenanschnittsteuerung. So wird die Spannung am 
Motor langsam erhöht.

Autor: Holm Tiffe (holm)
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Es handelt sich um einen Drehstrommotor und die Mimik hat auch einen CE 
16A Anschluß.

Wie soll das da bitte mit der Phasenanschnittsteuerung funktionieren?
Nur eine Phase?

Gruß,

Holm

Autor: Katapulski (Gast)
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>Nur eine Phase?
Ja, genau. Wie man das frueher bei der KUSA-Schaltung mit einem 
Widerstand
in einer der Phasen gemacht hat. Der wurde dann gebrueckt, wenn der 
Motor seine Nenndrehzahl erreicht hatte.

MfG Paul

Autor: Benni Nori (benninori)
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Dem kann ich nur zustimmen. Google mal nach KUSA, das ist glaube ich 
sogar bei wiki gut erklärt.

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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das ist doch im grunde nichts weiter als eine KUSA-schaltung...

sanftanlauf von 50% minimum (wegen der diode geht eine halbwelle immer 
voll durch) bis 100% maximum.

was ich komisch finde ist daß bei einem defekten thyristor die sicherung 
fliegt. oder meinst du eine sicherung in der sanftanlaufsteuerung 
selber? - das wäre verständlich. aber eigentlich müßte der motor 
anstelle sanftanlauf einfach mit vollem bumms loslegen, da er sofort 
volldampf bekommt. vorausgesetzt der motor-anlaufstrom bringt die 
vorsicherung nicht zum auslösen. macht er ja wohl auch nicht wenn er 
ohne die sanftanlaufsteuerung hochläuft.

Autor: Holm Tiffe (holm)
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Der Test des Motors alleine fand an einem anderen Anschluß statt als der 
übrliche Betrieb. Dieser "andere" Anschluß hat noch Schmelzeinsätze, 
deswegen
haben die auf Grund ihrer Trägheit warscheinlich überlebt.

Ich löte jetzt mal den Thyristor aus..

Gruß,

Holm

Autor: Udo. R. S. (Gast)
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>was ich komisch finde ist daß bei einem defekten thyristor die sicherung
>fliegt. oder meinst du eine sicherung in der sanftanlaufsteuerung
>selber? - das wäre verständlich. aber eigentlich müßte der motor
>anstelle sanftanlauf einfach mit vollem bumms loslegen, da er sofort
>volldampf bekommt.
Hmm, aber wenn der Thyristor keinen Schluss sondern hochohmig ist, dann 
wird der Motor nur noch mit 2 Phasen versorgt. Das bedeutet doch 
(korrigiert mich wenn ich falsch liege) daß kein Drehfeld mehr erzeugt 
wird und der Motor an den beiden verbleibenden Phasen maximalen Strom 
zieht. Die werden dadurch überlastet und die Sicherung oder ein ggf. 
vorhandener Motorschutzschalter löst aus.

Gruß, Udo

Autor: Michael (Gast)
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Nunja, warum sollte denn die Sicherung fliegen wenns statt drei Phasen 
nur noch zwei sind? Dann kann doch nur weniger Strom zum Motor aber net 
mehr. Vielleicht ist der Thyristor aber derart defekt, dass er einen 
Kurzschluss zu einer Stelle mach die nicht sein darf.

Autor: Benni Nori (benninori)
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Michael schrieb:
> Nunja, warum sollte denn die Sicherung fliegen wenns statt drei Phasen
> nur noch zwei sind? Dann kann doch nur weniger Strom zum Motor aber net
> mehr. Vielleicht ist der Thyristor aber derart defekt, dass er einen
> Kurzschluss zu einer Stelle mach die nicht sein darf.
wohin soll denn der kurzschluss gehen. der thyristor hängt ja nur in 
einer phase als schalter. in meinen augen gibt es nur zwei 
möglichkeiten:

1: der thyristor steuert voll durch - der motor läuft normal an und das 
ist zu viel für die sicherung

2: oder so wie Udo. R. S. beschrieben hat. die eine phase ist komplett 
getrennt. ob der motor dann überhaupt losläuft oder wie beschrieben 
stehen bleibt und an den beiden phasen den kurzschlussstrom zieht weiß 
ich jetzt auch nicht. ein drehfeld ist ja da, es fehlt nur eine 
phase.bzw, es kommt vermutlich auf die schaltung an: im stern fehlt halt 
ein strang und der sternpunkt verschiebt sich und im dreieck fallen ja 
dann  gleich zwei wicklungen aus.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Michael schrieb:
> Nunja, warum sollte denn die Sicherung fliegen wenns statt drei Phasen
> nur noch zwei sind? Dann kann doch nur weniger Strom zum Motor aber net
> mehr.

Umgekehrt ist es richtig, es fließt mehr Strom.

Eben deshalb baut man Motorschutzschalter ein, die (richtig eingestellt) 
binnen genügend kurzer Zeit alle Außenleiter abschalten. (a.k.a Phasen).

Es wird eben kein Drehfeld am Motor aufgebaut, drum steigt der Strom so 
drastisch an.

In Grenzfällen ist aber auch noch der Motorschutzschalter zu langsam, 
drum findet man oft noch spezielle Überwachungsbausteien für den 
Phasenausfall - sonst ist die Wicklung vor dem Auslösen des 
Schutzschalters verschmurgelt.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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>ein drehfeld ist ja da,

Noe zwischen 2 Phasen gibt kein Drehfeld.

>im stern fehlt halt
>ein strang und der sternpunkt verschiebt sich und im dreieck fallen ja
>dann  gleich zwei wicklungen aus.

Im Dreieck fliest trotz ausgefallener Phase durch alle 3 Wicklungen 
Strom.
Male es dir mal auf.

Wenn der Thyristor ausgefallen ist und Parallel zum ihm noch eine Diode 
liegt koennte die Wicklung auch durch den jetzt entstehenden Gleichstrom 
vormagnetisiert werden. Das wuerde den Rotor noch zusaetzlich bremsen.

Gruss Helmi

Autor: Benni Nori (benninori)
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Helmut Lenzen schrieb:
>>ein drehfeld ist ja da,
>
> Noe zwischen 2 Phasen gibt kein Drehfeld.

wieso, es gibt doch auch , zumindest theoretisch, eine 
zweiphasenmaschine. aber du hast wohl recht, da die phasenverschiebung 
dann hier hinten und forne nicht passt tut sich da nicht viel.

>>im stern fehlt halt
>>ein strang und der sternpunkt verschiebt sich und im dreieck fallen ja
>>dann  gleich zwei wicklungen aus.
>
> Im Dreieck fliest trotz ausgefallener Phase durch alle 3 Wicklungen
> Strom.
> Male es dir mal auf.

klar, hast recht. ich schalte dann halt zwei wicklungen hinterinander. 
war wohl grad ein bisschen neben der spur.

einigen wir uns drauf:  die kiste dreht nicht

Autor: Michael (Gast)
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>Umgekehrt ist es richtig, es fließt mehr Strom.

Warum? Bitte eine anschauliche Erklärung.

Hab mir in Spice mal ein Drehstromsystem aufgebaut mit drei Spulen 
(willkürliche Wahl der größen) und diese in Sternschaltung 
angeschlossen. Wenn ich nun eine Phase trenne verschieben sich die 
beiden übrig gebliebenen Ström aber im Betrag werden sie nicht größer, 
wieso auch? Eine ausführliche Erklärung warum die Sicherung fliegen 
sollte wäre da recht nett. In der Praxis hab ich das auch noch nicht 
erlebt. Würde eine Sicherung fliegen (ist ja gleich einem Wegfall einer 
Phase) würden damit alle anderen Sicherungen als Folge ebenfalls 
fliegen. Das ist mir bisher noch nicht unter gekommen.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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>einigen wir uns drauf:  die kiste dreht nicht

Machen wir.

>Umgekehrt ist es richtig, es fließt mehr Strom.

>Warum? Bitte eine anschauliche Erklärung.

>Hab mir in Spice mal ein Drehstromsystem aufgebaut mit drei Spulen
>(willkürliche Wahl der größen) und diese in Sternschaltung
>angeschlossen.

3 Spulen alleine ergeben keinen Motor. Im Prinzip ist der Motor auch ein 
Trafo. Der Rotor ist dabei die Sekundaerwicklung. Und die ist erstmal 
Kurzgeschlossen. Deshalb fliest wenn der Rotor nicht dreht erstmal ein 
hoher Strom. Wenn der Rotor jetzt dreht wird die Frequenz in der 
Sekundaerwicklung kleiner und der Strom sinkt. Wenn der Rotor jetzt 
genauso schnell sich drehen wuerde wie das Drehfeld wuerde ihn im keine 
Spannung mehr induziert allerdings waere dann auch kein Drehmoment mehr 
vorhanden. Deshalb hinkt der Rotor immer etwas hinter dem Drehfeld 
zurueck. Das ist dein Schlupf. Im Normalfall betraegt die Frequenz der 
induzierten Spannung im Rotor nur wenige Hz.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Michael schrieb:

> Würde eine Sicherung fliegen (ist ja gleich einem Wegfall einer
> Phase) würden damit alle anderen Sicherungen als Folge ebenfalls
> fliegen.

Darum setzt man a.a. sinnigerweise dreifach LSS ein. Löst eine aus, 
werden die übrigen 2 zwangsgetrennt (elektrische und mechanische 
Verriegelung). Wenn die Mechanik-Verbindung versagt, greift die 
elektrische Überwachung.
Wenn man Einzelsicherungen nutzt (was der wenig erstrebenswerte Fall 
ist), gibt es folgende Szenarien:
Wenn man latürnich 3 B16 für einen 100W Drehstrommotor nimmt, gewinnt 
die Sicherung (und die Wicklung verdampft).
Wenn man da einen dreifach 0.25A Motorschutzschalter zusätzlich 
spendiert, hat der Motor deutlich bessere bis gute Überlebenschancen.


> Das ist mir bisher noch nicht unter gekommen.

Siehe zum Strom  Erklärung von Helmut,
und wenn Du lange genug im Beruf bleibst, wird Dir genau das noch 
unterkommen.
Prämissen der Sicherungswahl wie oben beschrieben vorausgesetzt.

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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wenn der motor bereits dreht läuft er (mit vermindertem drehmoment und 
hoher stromaufnahme) bei phasenausfall weiter... solche motoren sehen 
bei der neuwicklung schön aus, bei sternschaltung ist die wicklung die 
keinen strom mehr bekam noch deutlich heller in der farbe als die 
anderen.

Autor: Michael (Gast)
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@Helmut

Dass drei Spulen noch kein Motor sind ist mir klar. Und wie ein Motor 
funktioniert weiß ich auch aber danke für die Erklärung nochmal. Das hab 
ich nämlich nicht bedacht, dass im Anlaufmoment der Strom, weil ja noch 
nix dreht, größer ist und erst mit dem Drehen der Strom sinkt.

@Andrew

Hab schon einige Motoren gesehen, die nur mit NEOs abgesichert waren und 
da fliegt als Folge dennoch nicht gleich alles wenn eine fliegt. Liegt 
aber, wenn ich es so recht bedenke, auch daran, dass die Sicherungen in 
erster Linie dazu dienen die Leitung zu schützen und  nicht das Gerät, 
das an der CEE-Dose hängt, sprich die Sicherungen sind nicht immer auf 
den Motorstrom dimensioniert sondern darauf was die CEE-Dose kann/darf 
und das kann, nicht unbedingt selten, mehr sein als der Motor darf.

Autor: Holm Tiffe (holm)
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Ich habe jetzt beim spannungslosen (na gut , ein paar Volt) Durchmessen 
der aktiven und passiven BE keinen Fehler finden können, seltsam. Ich 
muß wohl mal den Kurvetracer an die Diode und den Thyristor hängen und 
nachschauen, ob die irgendwie über Kopf durchzünden. Ich kann mir die 
rausgeflogenen Sicherungen auch nicht so recht erklären, abegesehen von 
der Tatsache das dieser Sanftanlauf wohl mehr Strom zieht, als ein 
direkt angeschalteter Motor. Die Schaltung besteht abgesehen von den 
beiden Leistungsteilen aus 2 Transistoren, einem Diac, ca 5 Dioden davon 
eine Zener und ein paar R und C.
Allerdings hängt ein ganz schöner Drahthaufen dran, ich muß das wohl mal
analysieren, evtl. läßt isch ja eine matte 100W Glühlampe sanft 
anlaufen..
Etwas bleibt: wenn der Thyristor überhaupt nicht zünden, ist die eine 
Spule von Gleichstrom durchflossen, was wohl mit ziemlicher Sicherheit 
die Sicherung für diese Phase rauswirft.

Betreffs Simulation: Ja, das kenne ich. Ich zanke mich in einem Forum 
ständig mit Jemandem, der mir mittels LTSpice auch immer irgendwas 
beweist.
Der verwendet das Ding genauso unreflektiert wie oben die Sache mit den 
3 Spulen, ergo geht von falschen Voraussetzungen aus, teilweise noch mit 
Modellen die nicht mal näherungsweise die wirklichen BE beschreiben 
(Pentoden, Röhren).

Nichts gegen Spice, aber man sollte schon wissen was man da rechnet..

Gruß,

Holm

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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>Nichts gegen Spice, aber man sollte schon wissen was man da rechnet..

Das sollte man eigentlich immer wissen.


> abegesehen von der Tatsache das dieser Sanftanlauf wohl mehr Strom zieht

Der Sanftanlauf in erster Linie auch nicht dazu gedacht den Anlaufstrom 
zu begrenzen sondern das der Motor nicht mit dem vollen Anlaufdrehmoment 
an der Last reist. Willst du den Anlaufstrom begrenzen waere eher eine 
Stern/Dreieck Schaltung angebracht.

>Allerdings hängt ein ganz schöner Drahthaufen dran, ich muß das wohl mal
>analysieren, evtl.

Ich liebe Fotos von Drahthaufen.

>läßt isch ja eine matte 100W Glühlampe sanft
>anlaufen..

Denk daran die werden jetzt selten nach dem Gluehlampenverbot der EU.

Wie gross ist der Motor eigentlich ?

Autor: Michael (Gast)
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>Betreffs Simulation: Ja, das kenne ich. Ich zanke mich in einem Forum
>ständig mit Jemandem, der mir mittels LTSpice auch immer irgendwas
>beweist.

Ich habs ja nicht benutzt um was zu beweisen sondern um es mir ein wenig 
zu verdeutlichen aber dabei ja nicht bedacht, dass das ganze noch 
drehzahlabhängig ist. Deshalb hab ich ja nachgefragt. Klar, wenn man was 
beweisen will mit einer Simulation sollte man auch genau wissen was man 
tut und nen Motor mit nur drei Spulen zu simulieren...man könnte auch 
versuchen die menschliche Anatomie mit drei Wörtern vollständig zu 
beschreiben, ein genauso hoffnungsloser Fall.

Autor: Michael (Gast)
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Hallo!
Könnte ich mal ein Foto der Platine sehen? Was steht für eine 
Typenbezeichnung drauf? Ich hab das Gefühl, daß da ganz was anderes 
schief ist.
Grüße
Michael

Autor: Holm Tiffe (holm)
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Auf der Platine steht "KliBo" und "SP" ...und sie sieht nicht chinesisch 
aus.
Das Teil stammt aus einem Gartenschredder, ein Freund von mir betrieb 
eine kleine Werkstatt für Gartengeräte und das ist ein Ausleihgerät von 
Ihm.
Mehr oder weniger scheint das eine Kegelmühle zu sein, der Motor hat 
nach der Größe zu urteilen ca. 1,5KW. Ich habe versucht anzurufen und 
dieLeistung zu erfragen, aber die Reste der Gerätes sind momentan (weil 
funktioniert nicht) ausgelagert...

Ich selber denke indessen, das überhaupt Nichts defekt ist, die Info 
Sicherung fliegt raus kam von einem Kunden. Wenn ich mir die 
Arbeitsweise der Sanftanlaufsteuerung so ansehe bin ich mittlerweile der 
Meinung das diese für das fliegen der Sicherungen verantwortlich ist und 
zwar ausschließlich deswegen, weil der Laden mehr Strom zieht alsein 
direkt eingeschalteter Motor. Das kann bei B16 LSS sicherlich dazu 
führen das diese abschalten. Andererseits kann ich mir rein mechanisch 
auch keinen Grund vorstellen warum der Motor sanft anlaufen muß, das 
Kegelrad der Mühle sitzt direkt auf der Motorwelle...
Die Konstruktion ist also mehr oder weniger in sich Unfug.
Ich besitze persönlich auch einen Staubsauger der Sicherungen B10 
schmeißt,
bei jedem Einschalten. B16 funktioniert aber. Deshalb war das Ding ein 
Rückläufer und hat mich einen Zwanni gekostet. Das Teil ist nicht defekt
sondern die Reglung gewissermaßen fehldimensioniert...

Ich hänge mal 2 Bilder an. Auf dem ersten Bild ist in der Mitte der 
Schalter zu sehen, ein Relais mit selbsthaltung. Oberhalb  davon ein 2 
poliger Motorschutzschalter mit Bimetallstreifen der einen Öffner 
betätigt der im Überlastfalle die Selbsthaltung löst.
Gut zu sehen ist das Sauerkraut, ich habe das nicht selbst demontiert 
und müßte deshalb erst mal reverse engeneeren was wo hin gehen sollte...

Gruß,

Holm

Autor: Michael (Gast)
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>Andererseits kann ich mir rein mechanisch
>auch keinen Grund vorstellen warum der Motor sanft anlaufen muß, das
>Kegelrad der Mühle sitzt direkt auf der Motorwelle...
>Die Konstruktion ist also mehr oder weniger in sich Unfug.

Stell dir mal vor jemand schmeißt ne Menge Holz ins Schredderwerk und 
schaltet erst dann den Motor ein. Da bekommt die Welle aber Spass.

Autor: Holm Tiffe (holm)
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IMHO ist die Menge Holz die das Ding erwischen kann durch die Mechanik 
begrenzt. Das Ding funktioniert genauso wie so eine Hand-Pfeffermühle.

Gruß,

Holm

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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das ding soll einfach nur den mechanischen stress beim start verringern. 
mehr nicht.

ich habe hier einen großen blauen kälteverdichter maneurop MT-160. das 
sind so 10kW elektrisch, 40kW thermisch. wie bekommt man raus ob das 
ding funktioniert? klar - strom dran und mal schauen was passiert. benni 
baut sich also einen 32A kraftstromstecker mit schalter zusammen, steckt 
rein, schaltet ein und rumms dreht sich die 80kg schwere granate erstmal 
eine viertel umdrehung um ihre eigene achse... da wäre ein sanftanlauf 
also durchaus angebracht.

Autor: Holm Tiffe (holm)
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:-)

Man weiß aber (Tm) das man einen Motor oberhalb 5KW nicht direkt 
anläßt...

Ich habe mal hier in der Zinkhütte in FG gelernt. Da gabs eine Pumpe,
die eine Art Schlamm aus einer Kugelmühle in einen Zyklon beförderte.
Der Motor hatte 75KW und wurde direkt geschaltet, ohne Stern/Dreieck 
odersolche Kinkerlitzchen. Mann... das gab einen ordentlichen Schlag...

Ich habe ja Nichts gegen den Sanftanlauf, aber (elektronisch 
gesteuerter)
Stern/Dreieck Schalter an diesem Häcksler wäre wohl zweckmäßiger aber 
sicher auch teurer gewesen.


Gruß,

Holm

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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nein das patent ansich ist ja gut. die sparmaßnahme die zu dem fehler 
führt kommt erst ins spiel wo nur eine phase "ausgebremst" wird. habe 
gerade mal nachgeschaut, die maneurop sanftanlaufsteuerungen für die 
kälteverdichter verwenden triacs auf zwei phasen. damit erreichen die 
nicht nur den sanftanlauf sondern vermeiden auch die stromspitze.

http://www.ra.danfoss.com/TechnicalInfo/Literature...

Autor: Michael (Gast)
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Hallo Holm Tiffe,
tschuldigung, aber das ist alles Quatsch. Es handelt sich um eine 
elektronische Bremse. Die Bestückung kam mir so bekannt vor. (Ich habe 
das Layout verbrochen.) Den Schaltplan gibt es hier:
http://www.klibo.de/bilder/pdf/schaltplaene/platin...
Die Webseite ist:
http://www.klibo.de/20Produkte/10Elektronische%20B...
Wahrscheinlich klebt der Öffner des Relais oder so.
Du schaffst das!
Grüße
Michael

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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lol... so viel zum thema sanftanlauf.

edit: micha, magst du vielleicht den schaltplan von dem ding posten? 
also nicht den anschlußplan sondern den von der platine.

Autor: Michael (Gast)
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Tut mir leid, aber ich gebe keine Unterlagen meiner Kunden weiter.
Die Funktion ist aber kein Geheimnis. Beim Bremsen wird einfach für eine 
einstellbare Zeit (Jumper) ein ebenfalls einstellbarer (Poti) gepulster 
Gleichstrom durch ein oder zwei Motorwicklungen geschickt. Einfach aber 
wirkungsvoll.
Ich verstehe nur nicht, warum das in einem Schredder drin ist. 
Normalerweise wird es nur bei großen Trägheitsmomenten zum Schutz des 
Bedienpersonals eingesetzt, z.B. Kreissäge etc.
Grüße
Michael

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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oki hätte ja sein können es war dein entwurf.

Autor: Holm Tiffe (holm)
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Ich war bereits auf dem Weg das zu ahnen :-)

EineGleichstrombremse ist mir durchaus bekannt, allerdings stellt sich 
minun die selbe Frage wie Dir Michael: Was soll das Ganze?

Im Relais hängt übrigens Nichts, dashabe ich schon untersucht..

Gruß,

Holm

Autor: Stefan (Gast)
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Hallo!

hätte micht auch schon gewundert, Sanftanlauf nur über eine Phase.

Bei den bei uns Eingesetzten Sanftanlaufgeräten werden immer 2 Phasen 
gesteuert.

Und am Ende ist Sanftanlauf günstiger an Stern/Dreieck, da mann nur eine 
4*xmm²Leitung benötigt, statt 2 mal das ganze.

Gruß Stefan

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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was das soll ist wohl klar - beim abschalten möglichst schnell das 
nachlaufende messer abbremsen. das dreht bestimmt um die 2900 u/min.

Autor: Holm Tiffe (holm)
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Hast Du im Staubsauger auch eine Motorbremse? Wenn nicht, warum nicht?

Gruß,

Holm

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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da kannst du auch erst reinfassen wenn du die turbine rausgerissen hast.

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