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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 3 Phasen Motorsteuerung am Lichtnetz


Autor: Janosch (Gast)
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Hi erstmals,

ich wollte einen einfachen 3 Phasen Motor als eine Art Schrittmotor 
betreiben. Das ganze soll später über eine RS232 gesteuert werden.

Dazu wollte ich die 3 Phasen vom Lichtnetz erstmal jeweils über EINE 
Diode gleichrichten. Anschließend über 3 IGBT's den 3 Phasenmotor gegen 
den Nulleiter schalten. Bei dem Motor sind alle 6 Wicklungen 
herausgeführt.


Sodele nun meine Frage, da ich ja an Drehstromnetz bin, könnte ich 
bequemer weise den MC direkt über eine Trafolose Stromversorgung, 
galvanisch UNGETRENNT verwenden (Hierzu würde ich einfach eine 
einpulsige Kapazitive Schaltung verwenden + 7805 oder so). Durch den CE 
Stecker währe ja gewährleistet das ich einen definierten Nulleiter 
hätte. Oder ist jemand der Meinung das es dabei zu Problemen kommen 
könnte.

Des weiteren, müsste ich die Spannung bei der M3U Gleichrichtung mit 
hilfe von Kondensatoren Stabilisieren, oder sollte es auch ohne 
Pufferkondensatoren gut hinhauen. Es dürften ja immerhin Schwankungen 
von rund 100 Volt auftreten.

Dann noch ein drittes, wie sehr wird der Motor (und demzufolge auch der 
IGBT) es mögen, wenn er über Rechteckimpulse statt nem Sinus angesteuert 
wird.

Die Optokoppler in der Schaltungen sind noch drinnen, weil ich erst eine 
Galvanisch getrennte Versorgung der CPU vorgesehen hatte.


Vielen Dank schon mal im voraus.

PS: Trenntrafo NEIN, über einen FI kann man gerne am Anfang reden, bis 
es im Gehäuse sauber eingebaut ist.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Janosch schrieb:
> ich wollte einen einfachen 3 Phasen Motor als eine Art Schrittmotor
> betreiben.

Ein Drehstrommotor ist kein Schrittmotor. Du hast da keinen 
Permanentmagnet im Rotor . Das funktioniert so nicht.

Janosch schrieb:
> Des weiteren, müsste ich die Spannung bei der M3U Gleichrichtung mit
> hilfe von Kondensatoren Stabilisieren, oder sollte es auch ohne
> Pufferkondensatoren gut hinhauen. Es dürften ja immerhin Schwankungen
> von rund 100 Volt auftreten.

Mach da eine Brueckenschaltung rein und die Ladekondensatoren koennen 
noch kleiner werden.

Janosch schrieb:
> Dann noch ein drittes, wie sehr wird der Motor (und demzufolge auch der
> IGBT) es mögen, wenn er über Rechteckimpulse statt nem Sinus angesteuert
> wird.

Die werden immer ueber  Rechteckimpulse gesteuert. Das Stichwort dazu 
ist PWM. Die PWM sorgt dafuer das sich ein Sinusfoermiger Strom in der 
Wicklung ergibt. Alles andere ergibt zuviel Verluste.

Ausserdem Schaltet man die Motorphasen ueber Brueckenendstufen. So hast 
du hier eine Gleichstromvormagnetisierung in der Wicklung. Das mag der 
Motor nicht gerne.

Janosch schrieb:
> Sodele nun meine Frage, da ich ja an Drehstromnetz bin, könnte ich
> bequemer weise den MC direkt über eine Trafolose Stromversorgung,
> galvanisch UNGETRENNT verwenden (Hierzu würde ich einfach eine
> einpulsige Kapazitive Schaltung verwenden + 7805 oder so). Durch den CE
> Stecker währe ja gewährleistet das ich einen definierten Nulleiter
> hätte. Oder ist jemand der Meinung das es dabei zu Problemen kommen
> könnte.

Und wenn der N unterbrochen ist ? Dann hast du Netzspannung auf deiner 
Logik.  Auch ist das hinsichtlich Stoerungen zum MC  problematisch.
Mach da mal lieber einen kleine Trafo und Optokoppler rein. Die CPU 
dankt es dir.

Autor: Janosch (Gast)
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Die Brückenschaltung (B6U) wollte ich mir wenns geht sparen, ich wollte 
es alles im allen recht simpel aufbauen. Ohne B6U kann ich den Motor 
einfach gegen Masse schalten lassen.

 Eine Brückenendstufe beim Motor wollte ich auch vermeiden. Macht eine 
Brückenschaltung bei einem Drehstrommotor überhaupt sinn? (Ich will dich 
ja in kleinster weise anzweifeln noch beleidigen). Ich dachte 
Brückenschaltungen bei Motoren machen nur dann Sin, wenn der Motor über 
2 Simple Kontakte verfügt und damit umgepolt werden soll.

Das mit der PWM is ne super Idee.

An eine Nulleiterunterbrechung hatte ich soweit noch nicht gedacht. Aus 
dem Grund hatte ich ja auch nachgefragt. Das is nen Argument was auf 
jeden Fall zählt.

Autor: Ingo (Gast)
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Ich glaube nicht, daß eine Brücke wesentlich mehr Aufwand machen würde, 
denn ein Problem ist in Deinem Projekt noch ungeklärt: Die Abführung der 
Induktionsspannung beim Abschalten der IGBT's würde so, nur mit Snubber 
-> Wärme funktionieren. Bei der Brücke würde die wieder in den 
Zwischenkreis gehen.
mfG ingo

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Janosch schrieb:
> Macht eine
> Brückenschaltung bei einem Drehstrommotor überhaupt sinn?

Und ob die Sinn macht. Ich kenne keinen Umrichter der nicht drin hat.
Wie soll den der Stromfluss in der Wicklung ungepolt werden koennen ?

Autor: Janosch (Gast)
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Ok das ist ein weiterer Punkt. Die Snubber währen schon OK. Der Motor 
soll in keinem Dauerbetrieb laufen. Er wird an eine Drehanlage 
eingebaut, die wiederum bei Bedarf die Antenne neu ausrichtet. Wenn er 
5min am Tag läuft, währe das schon relativ viel.

Für einen Dauerbetrieb ist eine Brücke also unerlässlich. (Vor allem in 
Zeiten von steigenden Energiepreisen hihi)

Ich kann mir aber mom unter Drehstrom Brückenschaltung nichts 
vorstellen. Hat da jemand ein Beispiel. BEi Google werd ich auch nicht 
fündig. Mir fehlen warscheinlich die richtigen Begriffe wonach ich 
suchen soll.

Autor: Janosch (Gast)
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Helmut Lenzen schrieb:
> Janosch schrieb:
>> Macht eine
>> Brückenschaltung bei einem Drehstrommotor überhaupt sinn?
>
> Und ob die Sinn macht. Ich kenne keinen Umrichter der nicht drin hat.
> Wie soll den der Stromfluss in der Wicklung ungepolt werden koennen ?

Muss den der Stromfluss in den Wicklungen umgepolt werden? Ich dachte 
ich muss einfach nur die Laufrichtung, in der ich die IGBT'S durchsteuer 
umdrehen.  Somit sollte der Motor in die andere Richtung laufen.

Autor: Vielfraß (Gast)
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> Muss den der Stromfluss in den Wicklungen umgepolt werden? Ich dachte
> ich muss einfach nur die Laufrichtung, in der ich die IGBT'S durchsteuer
> umdrehen.  Somit sollte der Motor in die andere Richtung laufen.

OK, ohne Dir jetzt zu nahe treten zu wollen:
Experimente am Lichtnetz (230/400V) sind kein Pappenstiel. Da sollte man 
schon Ahnung davon haben, was man tut. Sicherheit geht vor !!

Tip:
Ließ Dich erstmal ein über Motoren, Umrichter, Brückenschaltung, 
Modulationsverfahren etc.

Autor: Janosch (Gast)
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Kein Thema ;-) Ich geh halt immer noch irgendwie von aus Das so nen 
Stern/Dreieckmotor mit 3 Phasen Gemeinsamkeiten mit einem Schrittmotor 
hat. Aus diesem Grund bedenke ich mom noch nicht das der Stromfluss 
umgekehrt werden muss.

Die Bedenken bezüglich der 230 / 400 Volt sind nicht Ohne. Jedoch denk 
ich schon das ich weiß was ich da mache und genügend Vorsicht davor 
habe. Das man sowas 1. nicht im Zimmer und 2. nicht an einem 
unordentlichen Platz machen sollte, ist mir klar g

Wenn dan wird es erstmal ordentlich in einem Vernünftigen Gehäuse mit 
Vorsicht in betrieb genommen.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Janosch schrieb:
> Für einen Dauerbetrieb ist eine Brücke also unerlässlich. (Vor allem in
> Zeiten von steigenden Energiepreisen hihi)

Die ist nicht nur fuer den Dauerbetrieb unerlaesslich.
Ohne die wird dein Motor nicht drehen.

Janosch schrieb:
> Ich kann mir aber mom unter Drehstrom Brückenschaltung nichts
> vorstellen. Hat da jemand ein Beispiel. BEi Google werd ich auch nicht
> fündig. Mir fehlen warscheinlich die richtigen Begriffe wonach ich
> suchen soll.

Onkel Wiki sagt:
http://de.wikipedia.org/wiki/Frequenzumrichter

Da findest du eine Brueckenschaltung fuer D-Motoren und die 
Schaltreihenfolge.

Aber ein D-Motor ist kein Schrittmotor. Das ist ein ganz anders 
Motorprinzip.
Auch beim Schrittmotor muss die Wicklung umgeplot werden.
Entweder in einer Brueckenschaltung oder als Wicklung mit 
Mittelanzapfung.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Janosch schrieb:
> Jedoch denk
> ich schon das ich weiß was ich da mache

In Punkto D-Motoren bezweifels ich das allerdings.

Autor: Janosch (Gast)
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Helmut Lenzen schrieb:
> Janosch schrieb:
>> Jedoch denk
>> ich schon das ich weiß was ich da mache
>
> In Punkto D-Motoren bezweifels ich das allerdings.

Da hast du recht. Mit D Motoren kenne ich mich noch nicht aus. Deswegen 
ist ja zum Teil die Aktion hier auch, damit ich mich in der Richtung mal 
weiterbilde. Das Wiki werde ich heute Abend mal studieren. Vielen Dank 
Schandmals.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Janosch schrieb:
> Eine Brückenendstufe beim Motor wollte ich auch vermeiden.
> Macht eine Brückenschaltung bei einem Drehstrommotor überhaupt sinn?
Macht eine Ansteuerung mit unipolarer Gleichspannung bei einem 
Drehstrommotor überhaupt Sinn?

> Muss den der Stromfluss in den Wicklungen umgepolt werden?
Andere machen das...  :-/

> Ich geh halt immer noch irgendwie von aus Das so nen Stern/Dreieckmotor
> mit 3 Phasen Gemeinsamkeiten mit einem Schrittmotor hat.
Ja, er hat einen Anker und eine Welle...
Aber der Hauptunterschied: ein normaler Drehstrom-ASYNCHRON-motor hat 
keine Magnete auf dem Anker.

> Aus diesem Grund bedenke ich mom noch nicht das der Stromfluss
> umgekehrt werden muss.
Probiers aus. Auch wenn du den Rotor bewegt bekommst (das wird schon 
klappen) glaube ich, dass du einen sackmisrablen Drehmomentverlauf haben 
wirst.
Warum holst du dir nicht aus der Bucht einen billigen Umrichter?

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Und immer daran denken linke Hand in die Hosentasche und Ohrenstoepsel 
tragen.


Ueberigens gibt es hier einen Artikel dazu.

http://www.mikrocontroller.net/articles/Frequenzum...

Autor: Vielfraß (Gast)
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Hab grad noch was entdeckt, was mir dabei Bauchgrimmen bereiten würde:

> Dann noch ein drittes, wie sehr wird der Motor (und demzufolge auch der
> IGBT) es mögen, wenn er über Rechteckimpulse statt nem Sinus angesteuert
> wird.

Ich sag mal: GAR NICHT! (besonders der IGBT nicht!)

Nehmen wir mal an, der Statorstrom ist blockförmig (wie auch immer Du 
den so erzeugen willst). In jedem Umschaltmoment (pos.->neg. Puls und 
umgekehrt) würden dann aufgrund der Statorinduktivität erhebliche 
Überspannungen induziert: U=L*di/dt.
Die können Dir mal locker den Rest der Elektronik lahmlegen. Deshalb ist 
man bei professionellen Frequenzumrichtern auch bestrebt, den Aufbau so 
niederinduktiv wie nur möglich hinzukriegen.
Ich meine, in Deiner Anwendung fließt ja schon ordentlich Strom, oder?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Helmut Lenzen schrieb:
> ...linke Hand in die Hosentasche und Ohrenstoepsel tragen.
Und auch die Schutzbrille nicht vergessen...

Und vorher mal auf die FI-Taste drücken, ob der noch richtig tut.
Was? Du hast keinen FI?   :-o

Autor: Janosch (Gast)
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Aus Erfahrung kann ich nur sagen das Schutzbrille bei so Experimenten 
wirklich mehr Sinn macht als Ohrenstöpsel Erinnerungen schwälg

Das mit der Bucht währe bestimmt ne alternative, ich hätte nur nicht 
vermutet das es den schon gibt. Werd ich mal nachsehen.

Jedoch ist der Lernfaktor hin wenn man einfache Fertigmodule verbaut :-( 
Und nur wenns rumst zischt und die Einzelteile von den Halbleitern weit 
fliegen, ist der Spaßfaktor mit dabei.

Und keine Angst, FI und Co sind vorhanden und geprüft.

Autor: Vielfraß (Gast)
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> Und nur wenns rumst zischt und die Einzelteile von den Halbleitern weit
> fliegen, ist der Spaßfaktor mit dabei.

Stellt sich die Frage:
Willst Du "nur" Spaß, oder auch was Ernsthaftes arbeiten. Nach dem 
Motto: "Joa, das war ne schöne Explosion, aber warum mir der Motor jetzt 
genau um die Ohren geflogen ist, weiß ich auch nicht..."

Basteleien am Lichtnetz halte ich für äußerst kritisch, zumal wenn man 
nicht über genügend Erfahrung verfügt und Sicherheitsbedenken auf die 
leichte Schulter nimmt!

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Janosch schrieb:
> Aus Erfahrung kann ich nur sagen das Schutzbrille bei so Experimenten
> wirklich mehr Sinn macht als Ohrenstöpsel Erinnerungen schwälg

Das mit den Ohrenstoepsel war nicht ganz so dahin gesagt.
Neben mir ist auch schon mal ein IGBT Module hochgegangen der Knall war 
so laut das ich noch eine 1/4 Stunde klingeln im Ohr hatte und das 
Maedel in der Fertigung eine halben Meter hoch gesprungen ist.

Autor: Janosch (Gast)
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Uiii, ok mir is so ein teil nur mal hinter nem Trafo mit wirklich 
genügend Puffer C hochgegangen. Es gab sehr schöne Funken, die Teile 
sind durch die Gegend geflogen, jedoch war der nicht besonders laut. Ein 
Einzelteil vom IGBT hatte unglücklicherweise nen LCD getroffen, dem 
hatte man es danach leicht angesehen, geht aber noch, wenn ich jedoch 
bedenke das das ein Auge gewesen sein könnte, zieh ich lieber bei so 
teilen Schutzbrillen auf.

Es hatte sich herausgestellt, das der Mechaniker vorher in der Anlage 
rumgedocktert hatte und die Drähte einfach irgendwie wild wieder 
zusammen geklemmt hatte.

So Geräte mit Erstinbetriebnahme von einer Idee, wird im Freien in 
betrieb genommen, mit ausreichen abstand. Wenn es dan Läuft und nicht 
explodiert und co. Kann man weiter sehen.

Autor: Axel Düsendieb (axel_jeromin) Benutzerseite
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Vorschlag zur Güte:
Schutzbrille und Ohrenstöpsel.

Und einen Stuhl zum hinsetzen, wenn man sich von den Schreck wieder 
erholen muss.

Axel

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Axel Düsendieb schrieb:
> Und einen Stuhl zum hinsetzen, wenn man sich von den Schreck wieder
> erholen muss.

Und dann ne Flasche Bier

Autor: Janosch (Gast)
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Also, ich glaube ich verstehe langsam.

Kurz erklärt, ein Drehstrommotor mag nur Drehstrom, damit er sich dreht.

@Helmut Lenzen
Der Link mit dem Selbstbauwechselrichter war nun guter Tipp. Ich denke 
ich werde mich mit dem ein wenig mehr befassen.

Autor: nefuas (Gast)
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ER wurde gerettet ! Die Welt dankt .

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