Hi, damit mein 230V Fräsmotor durch den Phasenanschnitt nicht so ruckelig läuft habe ich mir überlegt ob es nicht möglich wäre die 230V AC auf 325V DC gleichzurichten und dann per PWM an den Motor zu schicken bzw. gleich aktive Regelung einzubauen. Ist sowas möglich, gibts da geeignete Transistoren für oder ist das nicht so geschickt für den Motor? Da der Motor ja eine Induktivität besitzt könnte man auch einen Schaltregler draus bauen, der dem Motor einen konstanten Strom liefert und ihn auf einer bestimmten Drehzahl hält. lg PoWl
Was du suchst hat Atmel als KIT: http://www.atmel.com/dyn/products/tools_card.asp?tool_id=3901 gruß hans
Ist also prinzipiell nicht abwägig? Würde da gerne mal selbst mit experimentieren, allerdings bräuchte ich dazu einen Transistor der mindestens so um die 350V Spannungsfestigkeit aufweist, ebenso entprechende Kondensatoren.
Hallo Paul, schau doch mal auf den Platz 3 des Artikelwettbewerbs... das ist eine Lösung für eine 3~phasige Maschine. KÖNNTE funktionieren, denn schließlich hat ein Kondensatormotor ja auch drei Wicklungen. Wenn Du die Elektronik kaufen willst, sollte theoretisch ein normaler kleiner Frequenzumrichter genügen. Du mußt aber einen "analogen" nehmen, da viele die Stromsymmetrie in den 3 Phasen Deines Motors prüfen noch nicht prüfen. In der Wicklung die über den Kondensator betrieben wird fließt naturgemäß ein kleinerer Strom, und ein Umrichter mit Symmetrieprüfung schaltet mit einer Fehlermeldung ab. Trotzdem ist nicht sicher, daß es funktioniert, eventuell mußt Du mehrere verschiedene Umrichter testen... das geht schnell ins Geld. Wenn Du es selber machen willst empfehle ich Dir die 3~ Schaltung hier aus dem Wettbewerb nachzubauen und es schlicht und einfach auszuprobieren. Eine Nachfrage beim Author macht natürlich Sinn! Notfalls mußt Du den Elektromotor gegen eine Standard 3~ Maschine tauschen, dann funktionierts mit Sicherheit sowohl mit dem Nachbau, als auch mit einem gekauften Umrichter, die es als alte "analog" Typen recht günstig in ebay gibt... alle wollen auf "digital" umsteigen. Gruß Powerfreak
Volker X. wrote: > KÖNNTE funktionieren, denn > schließlich hat ein Kondensatormotor ja auch drei Wicklungen. Nein. Ein Kondensatormotor hat nur 2 Windungen die daher nur um 90° Phasenverschoben sind (sowohl beim Aufbau des Motors als auch die Spannungen). Es funktioniert zwar in der Regel auch mit einem 3 Phasen Umrichter, aber dann läuft der Motor nicht rund (was man deutlich bei kleinen Drehzahlen merkt). Weiterhin ist die Spannung an dem über den Kondensator betriebenen Anschluss höher (da sich die Spannung aufgrund der Resonanzüberhöhung etwas aufschaukelt. Man benötigt daher für das volle Drehmoment >300Veff.
Halt, das was ich hier habe ist der Motor eines King Craft Dremel Imitats. Es handelt sich um einen Universalmotor den man sowohl mit AC als auch mit DC betreiben kann wobei er bei gleichgerichteter Wechselspannung natürlich Wurzel 2 mal soviel Leistung umsetzt wie an normaler Wechselspannung. Aber mit PWM dürfte er um einiges gleichmäßiger laufen. Bei Phasenanschnitt merkt man das Ruckeln richtig. Die Drehzahlregelung müsste man auf die Weise auch gut hinbekommen. Man kann ihn unterhalb einer gewissen Drehzahl mit Konstantstrom betreiben um ihm die volle Power zu geben und bei Annäherung an diese Drehzahl sofort den Strom reduzieren bis der Motor nicht weiter beschleunigt. Der Motor hat 160W. Wie schauts denn mit den elektrischen Werten bei 230V AC Motoren aus? Ich nehme an die Wicklungen müssen einen relativ hohen elektrischen Widerstand und auch eine relativ hohe Induktivität haben, sonst würde der Einschaltstrom extrem groß sein und der Motor extreme Drehzahlen erreichen wenn durch Induktion nicht genügend Gegenspannung erzeugt wird. Die Verluste sind trotzdem nicht groß da ein kleiner Strom eben schon ein großes B-Feld erzeugt. Wie groß sollte der Kondensator hinter dem Gleichrichter sein? 1µF? 10µF? 100µF? Wie bekomme ich raus welcher Transistor zum Schaltengeeignet wäre? Es sollte ein NPN-Typ sein. lg PoWl
Paul Hamacher wrote: > Ich nehme an die Wicklungen müssen einen relativ > hohen elektrischen Widerstand und auch eine relativ hohe Induktivität > haben, sonst würde der Einschaltstrom extrem groß sein und der Motor > extreme Drehzahlen erreichen wenn durch Induktion nicht genügend > Gegenspannung erzeugt wird. Der Einschaltstrom kann durchaus Werte in die Richtung von 100A erzeugen (meine Flex haut 10A Sicherungen bei jedem Einschalten raus). > Wie groß sollte der Kondensator hinter dem Gleichrichter sein? 1µF? > 10µF? 100µF? Wenn der Motor eine saubere Gleichspannung bekommen soll, dann so groß wie möglich. Streng genommen müsste mann dann eine PFC vorschalten. Ich würde aus Erfahrung irgendwas im Bereich um die 100-400µF verwenden, aber eigentlich funktioniert es auch ohne, so dass lediglich wenige µF zur Unterdrückung der PWM Frequenz ausreichen (dann aber bitte einigermaßen HF fest, also am besten Folienkondensatoren). > Wie bekomme ich raus welcher Transistor zum Schaltengeeignet wäre? Es > sollte ein NPN-Typ sein. Entweder Mosfets mit ausreichend Spannungsfestigkeit (IRF840 oder ähnliche) oder IGBTs. Die Schaltfrequenz würde ich um die 5-10kHz wählen, falls der Motor dann nicht zu laut pfeift.
ich hätte es jetzt mal von Reichelt mit RAD 10/350 versucht, alternativ den mit 100µF oder den besseren BE 100/385. Ist halt ein normaler Elko, muss es wirklich Folie sein? Die sind sehr viel unhandlicher. Wenn die Spannung nicht so ganz konstant ist macht das nichts. Ich möchte sowieso eine Stromregelung realisieren, da wird der Strom per Schmitt-Trigger und Shunt-Messung im Motor in einem kleinen Bereich gehalten solange die Drehzahl nicht zu hoch ist. Das regelt sich alles von alleine. Stark einbrechen sollte die Spannung natürlich nicht.
Paul Hamacher wrote: > Ist halt ein normaler Elko, muss es wirklich Folie sein? Wenn der Elko mit den Strömen zurecht kommt, ist das kein Problem. Einen 10µF Elko möchte ich ungern mit 1Aeff belasten, das könnte der übel nehmen und an die Decke gehen... Laut Datenblatt verkraftet der RAD 10/350 70mAeff bei 120Hz. Das ist eindeutig zu wenig. Der 100µF liegt bei 360mAeff was schon eher in die benötigte Richtung geht. > Die sind sehr viel unhandlicher. Alles hat Vor und Nachteile. Dafür kommen die mit hohen (Puls)Strömen viel besser zurecht als Elkos. Also entweder 10µF Folie, oder >100µF Elko.
Der BE 100/385 hat bei 20kHz und 385V max. 1.21V ripple current. Das sollte ausreichen, oder?
Ja, sollte reichen. Die 0,64A bei 100Hz könnten etwas knapp sein. Der 150µF Typ sollte auf jedenfall reichen.
Um eine feste Drehzahl einzustellen brauche ich natürlich auch einen Drehzahlmesser. Der Motor wird so lange mit seiner vollen Kraft beschleunigt wie er unter dieser Drehzahl liegt. Allerdings muss der Drehzahlmesser ziemlich flink sein. Wenn er zu träge ist fängt mein Regelkreis an zu schwingen. Es wäre ideal wenn ich die Drehzahl in Echtzeit messen könnte. Ich dachte da an eine Unipolarmaschine, ist das in dem Fall nützlich oder einfach nur viel zu aufwändig? lg PoWl
Für die Drehzahlmessung empfiehlt sich eine optische Variante - die ist recht schnell (1 Umdrehung der Achse, ggf noch schneller) und lässt sich auch einfach auswerten. Dafür brauchst du entweder eine Scheibe mit Unterbrechungen und Gabellichtschranke (wie bei einer mechanischen Maus) oder einen Reflektor auf der Achse mit Reflexlichtschranke. Das Ausgangssignal kommt denn auf einen Capture- Eingang und wird im uC in der ISR ausgewertet. Alternativ kann das Signal auch über einen Interupt- Eingang angeschlssen und per Hand ausgewertet werden
Och ich hätte das ganze sogar komplett analog gemacht. Der µC müsste die signale dann auch wieder in analoge umwandeln, esseidenn er regelt den Strom mit dem internen Komparator direkt, aber dazu wird der wahrscheinlich zu langsam sein denn es werden wohl mehrere kHz schaltfrequenz rauskommen. Btw: Schützen mich so OP-Handschuhe im Extremfall etwas vor der Spannung? Wenn ich z.B. an den mit 330V geladenen Kondensator fasse tut das bestimmt weh.
>Wenn ich z.B. an den mit 330V geladenen Kondensator fasse tut >das bestimmt weh. Ja! Aber dafür nur 1 Mal... ;-) >Schützen mich so OP-Handschuhe Das würde ich stark bezweifeln. Es braucht sich nur ein Grat oder Bauteildrähtchen durchdrücken und schon is' dunkel.
Ich kann sie auch doppelt oder dreifach überziehen. Ich meine so als zusätzlicher Schutz dafür, dass ich sowieso schon höllisch aufpassen werde. Also die Regelung gibt dem Dremel so lange den eingestellten Strom bis eine eingestellte Maximaldrehzahl erreicht ist. Danach muss der Strom heruntergeregelt werden bis sich die Drehzahl nicht weiter erhöht. Allerdings hat sie sich die Drehzahl währenddessen schon erhöht. Wenn ich den Strom immer absenken würde sobald die Drehzahl ein gewisses Niveau überstiegen hat und immer erhöhen würde sobald sie selbiges Niveau unterschritten hat wird der Regelkreis je nachdem wie schnell die langsam der Drehzahlsensor Rückwirkungen auf den Stromsteller hat ziemlich stark oszillieren. Durch welchen Ansatz kann man dieses Problem umgehen? Andere Regelart? Das Problem ist, wenn der Strom nicht schnell genug abgesenkt wird steigt die Drehzahl noch viel weiter. Wenn er zu schnell abgesenkt wird fällt sie sogar wieder.
Ich würde zuerst mal nem kleinen DCmotor probieren.
Einen Zweipunktregler würde ich hier sowieso nicht empfehlen. Rein analog hat mir auch immer sehr gut gefallen. Arbeite nun aber schon seit Ewigkeiten an nem Regler, den ich mir schon seit längerem digital wünsche, es aber der Aufwand nicht mehr wert ist, das es analog mittlerweile recht gut funktioniert. Ich weiß nicht, mit welchen uC du umgehen kannst, aber wenn du bei einem recht fit bist, würde ich unbedingt digital empfehlen. Der Ausgang ist ja wegen der PWM sowieso digital. Ich würde zB einen P-Regler als Stromregler vorschlagen und einen PI- oder PID-Regler als Drehzahlregler.
Von P, PI, PID Reglern usw habe ich schon gehört, wieß aber leider nicht was es im Genauen bedeutet. Gibt es irgendwo eine Seite wo verschiedene Regelkreisprinzipien beschrieben werden? Im Idealfall sollte es am Ende so aussehen, dass die Drehzahl einstellbar ist, und der Regelkreis nicht um diese herumoszilliert. lg PoWl
Paul Hamacher wrote: Auf Wikipedia wirds beschrieben, hab mir den Artikel jedoch noch nicht genauer angeschaut: http://de.wikipedia.org/wiki/Regler > > Im Idealfall sollte es am Ende so aussehen, dass die Drehzahl > einstellbar ist, und der Regelkreis nicht um diese herumoszilliert. Das wäre mit einem Zweipunktregler prinzipbedingt ja schon unmöglich.
So, ich wollte das Thema nochmal aufgreifen, allerdings möchte ich diesmal nicht den Motor meines Dremels regeln (den erst später) sondern den meines Ventilators. Ich möchte also einen Kondensator mit gleichgerichteten 230V laden und den Motor darauf per PWM betreiben. Nur wie verbinde ich den Kondensator überhaupt mit dem Netz? Ich kann ihn ja nicht einfach über einen Gleichrichter direkt ans Netz hängen, da werden beim Anstecken extrem hohe Ströme fließen die mir sämtliche beteiligten Teile killen können. Irgendeine Lösung mit einem Widerstand und einem Relais um diesen zu überbrücken? Quasi die Einschaltstrombegrenzung eines Transformators hier anwenden? Wie schauts mit Oberwellen aus. Wenn ich aus dem Kondensator pulsweise hochfrequent (>20kHz, soll ja nicht piepen) Strom entnehme, verseuche ich mir das Netz ernsthaft mit Oberwellen und muss ich dies durch große Kondensatorkapazität bzw. einem Netzfilter ausgleichen? lg PoWl
Ist nicht euer Ernst, oder? Zu Risiken und Nebenwirkungen fragen sie ihren Arzt oder Elektriker.
Guten Netzfilter davor und evt. fetten PTC als Strombegrenzung. Sonst könntest du natürlich auch noch eine PFC vorschalten, dann kannst du dir die Strombegrenzung schenken. Aber wenn man von nix keine Ahnung hat, sollte man vielleicht einmal etwas Theorie Pauken... Gerade bei Schaltungen am Netz.
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