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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Mal wieder Motor und Triac und Ansteuerung


Autor: Otmar O. (Gast)
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Hallo,

das Thema wurde zwar schon einige Male durchgekaut, aber ich bin
trotzdem auf eure Meinung gespannt.

Die abgebildete Schaltung steuert einen Asynchronmotor (220V, 200W)und
seine Laufrichtung.

Die Triacs sind snubberless, deshalb ist auch kein Snubber vorgesehen.
Den Gatewiderstand vom OptoTriac zum Leistungstriac habe ich
weggelassen (genauere Nullpunktschaltung).
Ein Varistor schmückt den Triac parallel gegen Überspannungen.

Diese Schaltungskonstellation ist entstanden, nachdem ich einige Zeit
mit Lesen von Appl. Notes und Forenbeiträgen verbracht habe. Ich weiß,
vor allem der fehlende Gatewiderstand und die fehlende R-C Schaltung am
OptoTriac unterscheiden sich von den empfohlenen Ansteuerschaltungen,
aber ich hab's probiert, nachdem ich ein paar Hinweise dazu gefunden
habe.

In dieser Variante betreibe ich nun den Motor schon einige Wochen und
hatte bisher noch keine Probleme.

Was meint ihr dazu?

Autor: Bernhard S. (bernhard)
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Hallo Otmar,

ich vermute, diese sehr übersichtliche Schaltung ist dadurch

entstanden, dass der Traic nahezu exakt im NULL-Punkt gezündet wird,

er arbeitet quasi als elektronisches Relais, der Motor ändert nur

seine Drehrichtung und der Triac bewirkt keine

Phasenanschnittsteuerung?

Was würde passieren, wenn aus irgend welchen Gründen die
Null-Punkt-Zündung versagt?


Bernhard

Autor: Otmar O. (Gast)
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Hallo Bernhard!

Exakt, die Schaltung steuert die Triacs im Nullpunkt, es gibt keine
Phasenanschnittfunktion.
Ich habe sogar einige Versuche gemacht und den Triac nicht im Nullpunkt
gezündet, zumindest meine Versuchsreihe haben sie überlebt.

Meine Nulldurchgangserkennung arbeitet zuverlässig und ist dem
Entwicklungsstadium bereits entwachsen, da habe ich keinerlei Bedenken.
Wenn die versagt ist auch etwas anderes bereits im Eimer ;-).

Wobei ich mir allerdings nicht ganz sicher bin ist der Triac des
Optokopplers. Die S21MD3V haben zwar ein kritisches dv/dt von 500V/µs
aber ich bin mir nicht sicher, ob hierfür eine RC Beschaltung auf Dauer
nicht gesünder wäre?
Aber ich geize gerne etwas mit dem Strom und möchte es auf alle Fälle
vermeiden hier um die 6W Verbrauch auch im ausgeschaltenen Zustand zu
verbraten (es sind nämlich zwei Motoren, die mit jeweils einer solchen
Schaltung gesteuert werden, eine RC Kombination mit üblichen Werten
würde 1.5W verbrauchen). Ich habe sogar überlegt ein abschaltbares RC
Glied zu realisieren (über Miniaturrelais).

Otmar

Autor: Otmar O. (Gast)
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Hallo wieder!

Also, die Schaltung habe ich um einen zusätzlichen Widerstand erweitert 
(siehe Abbildung) und sie nun fast 1 Jahr mit einem 220V/1A Motor 
betrieben. Der Motor ist eine Hydraulikpumpe, die in weiterer Folge 
einen Drehflügel eines Hoftors öffnet und schließt. Leider ist dieser 
Antrieb (ca. 20 Jahre alt) nun schon fast hinüber, weshalb ich mich nach 
einem neuen für das Tor umgesehen habe.

Von Tousek habe ich mir daher einen Unterflurantrieb (TURN 310UF) 
besorgt, der ebenfalls mit 220V und 1A arbeitet. Also habe ich meine 
Steuerung genommen und damit ausprobiert - leider nicht lange.
Die Triacs wurden recht warm, obwohl ich sie testhalber nur ca. 5 
Sekunden aktiviert hatte.
Bei weiteren Versuchen mit Einschaltdauern von 15 Sekunden ist mir einer 
der Varistoren abgeraucht und zugleich auch die Schmelzsicherung, die 
ich für den Motor vorgesehen habe (nicht am Schaltplan). Der betroffene 
Triac war dabei schon sehr heiß!
Zwei Triacs sind mir beim "unter Spannung setzen" meiner Steuerung 
durchgeschossen??? Dabei ist mir aufgefallen, daß sobald ich auf die 
Steuerung Saft draufgebe, alle Triacs manchmal ganz kurz leiten. Wenn 
ich mit Glühbirnen teste, glimmen diese ganz kurz auf, aber eben nicht 
immer - ist dies ein Effekt, weil ich nicht im Nulldurchgang einstecke - 
aber warum verabschieden sich dadurch in Verbindung mit diesem neuen 
Motor gleich ein paar Triacs?

Ich frage mich nun ob ich in meiner Schaltung grundsätzlich etwas 
verkehrt aufgebaut habe? Zur Erinnerung, ich verwende snubberless Triacs 
BTA16-600BW (kritisches dV/dt 1000V/µs). Der Optotriac besitzt ein 
kritisches dV/dt von 500V/µs.

Eine fertige Steuerung von Tousek will ich eigentlich nicht verwenden, 
da ich in meiner einige Funktionen und Eigenschaften habe, die mir keine 
andere bietet.

Habt ihr ein paar Anregungen?

Autor: Otmar O. (Gast)
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Falls es jemanden interessiert, ich poste hier mal meine Erfahrungen 
weiter:

Heute bin ich wieder mal soweit, daß mir keine weiteren Bauteile mehr 
hochgehen (ein paar Packerln Triacs hab' ich geopfert). Dazu habe ich 
allerdings meinen "snubberless" Triacs einen SNUBBER verpaßt!!! Die 
aktuelle Schaltung seht ihr im Anhang.

Nachdem ich mir endlich ein LCR Meßgerät angeschafft habe, konnte ich 
nun auch die Induktivität des neuen Motors bestimmen, 62mH sowie 25 Ohm. 
Mein alter Motor hat 170mH und 80 Ohm (dieser funktioniert seit 1 Jahr 
mit der Triacschaltung ohne Snubber).

Dem Snubber hatte ich zuerst Transil Schutzdioden 1.5KE400CA spendiert, 
nach einem kleinen Knall haben die sich aber gleich beim ersten 
Probelauf verabschiedet (und zum Glück auch meine Motorsicherungen).
Die Schutzdioden sind nun (wie in der Schaltung zu sehen) durch SIOV 
Varistoren S10K420 ersetzt worden.

Bei der Snubberdimensionierung (nach AN3008 von Fairchild) habe ich 
einen Damping Faktor zwischen 0.5 und 1.0 angepeilt (knapp 1 ist's 
geworden). Durch die Tabellen und Formeln kam bei meinem Motor mit 62mH 
ein C kleiner als 1nF heraus, wodurch ich dann zu einem 2,2nF gegriffen 
habe, weil parat. Aufgrund dieses C habe ich dann ein R von 10k 
bekommen. Durch diese Werte sind auch die Dauerverluste des Snubbers auf 
33mW gesunken und damit vertretbar.

Würde mich über ein paar Rückmeldungen freuen, vor allem über die 
Dimensionierung des Snubbers und die Auswahl des Überspannungsschutzes?

Otmar

Autor: Otmar O. (Gast)
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Hier der Anhang

Autor: Null (Gast)
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Die Funktion der Schaltung ist etwas unklar. Wenn die Triac immer in 
Nulldurchgang einschalten und ausschalten kommt man ja von den 50 Hz 
nicht weg. Der uebliche Witz einer Motorsteuering ist normalerweise die 
Drehzahl zu variieren. Eine Asynchronmaschine dreht mit der anregenden 
Freqeunz abzueglich des drehmonentabhaengigen Schlupfes. Je hoeher das 
Drehmoment, desto hoeher der Schlupf. Soweit das Mechanische. Das 
Elektrische ist etwas komplizierter. Vom Leerlauf her wird die Maschine 
mit zunehmendem Drehmoment immer induktiver. Als Generator wirkt sie 
kapazitiv. Das Diagram mit dem Kreis sollte man mal gesehen haben. Von 
den Moeglichkeiten der Maschine her scheint die Schaltung etwas 
limitierend.

Autor: Otmar O. (Gast)
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Das Schalten im Nulldurchgang war nur der 1. Schritt.

Nun kommen eine Phasenanschnittsteuerung hinzu, von der ich mir eine 
Regelung des Drehmoments erhoffe und vielleicht als Experiment eine 
Halbwellensteuerung zur Drehzahlreduktion.

D.h. ein simpler Ein-/Ausschalter soll diese Steuerung nicht bleiben, 
für viel Weiteres hatte ich nur noch nicht die Zeit.

Autor: Null (Gast)
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Eine Motorsteuerung sollte 4 Quadranten fahren koennen. Wie geht denn 
das nun mit der Blindleistung ?

Autor: Lexy_con (Gast)
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Hallo zusammen, ich bin jetzt schon seit einiger Zeit verzweifelt auf 
der Suche nach einer anständigen Subber Dimensionierungs Berechnung und 
bin hier hängen geblieben, da es hier ja jemanden gibt, der es 
anscheinend berechnet hat, die Rede ist vom "Otmar O."

Ich bin jetzt auf so einige Dimensionierungs Regeln gestossen:
- die Faustregel:  1 Ohm/V und 0,1 uF/A
- das Dimensionierungsdiagramm
- und viele PDFs
mein vielversprechenstes PDF zur Dimensionierung werd ich als 
Dateianhang dranhängen.

Seltsamer Weise bekomm ich bei allen Regelen verschiedene Werte für R 
und C raus und auch ganz andere als die, die hier im Forum in den 
Schaltplänen angegeben werden.
In diesem Thread ist im Unterschied zu den anderen auch das erste mal 
vom Dämpfungsfaktor die Rede.

Meine Fragen sind:
- muss man den damping factor in jedem System (z.B.  Heizung) 
berücksichtigen oder nur bei mechanischen (Motoren), muss er berechnet 
werden, oder nach welchen Kritärien wird er bestimmt?
- welche Formeln soll ich nehmen um meinen Snubber zu berechnen????


Ich möchte hier nochmal kurz meine Werte für den Snubber vom "Otmar O." 
angeben und Euch bitten mal drüber zu schauen und mich auf meine Fehler 
hinzuweisen.


R < (L * (dV/dt)c) / Va
R < (62mH * (10V/us) / 311V

R < 2kOhm


C > (4 * Va^2) / (L * (dV/dt)c^2))
C > (4 * (311V)^2) / (62mH * (10V/us)^2)

C > 62,4nF

Die Formeln findet ihr auch im PDF.
Was mach ich hier falsch? Falsches (dV/dt)???

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