Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Lüftersteuerung per Pulspaket


von Moritz (Gast)


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Hallo Forum,
in der Küche hat vor ein paar tagen die Schalteinheit für die 
Dunstabzughaube den Geist aufgegeben. Bisher wurde der Motor einfach 
durch einen Widerstand mit 3 Abgriffen gesteuert (Schalter 1: hoher 
Widerstand, Schalter 2: mittlerer Widerstand, Schalter 3: kleiner 
Widerstand). Das hat so auch 40 Jahre gehalten und ich könnte auch 
einfach die Schalter wieder ersetzen.

Aber rein aus Bastelinteresse wollte ich das ganze durch eine 
µC-Steuerung mit Pulspaketsteuerung ersetzen. Das hält dann vielleicht 
nur 10 Jahre, aber hier geht es mir mehr darum etwas dazu zu lernen und 
ein wenig zu basteln.

Ich habe mich dazu ein wenig in die Ansteuerung von Motoren (und auch 
Trafos) per Triac eingelesen und daher folgende Fragen:

1. Warum muss/sollte ich den Motor im Scheitelpunkt der Spannung 
einschalten. Mir ist klar, dass im eingeschwungenen Zustand der Strom in 
diesem Moment am geringsten ist. Aber beim Einschalten ist der Strom 
doch viel geringer, wenn er die ganze Rampe von 0V -> 230V mitfährt?
 -> Ich hatte vor den Motor über einen Optotriac mit 
Nulldurchgangsdetektor + Leistungstriac (TIC206 oder der gleichen) zu 
steuern.

2. Der Motor hat einen Kompensationskondensator. Sollte ich diesen 
entfernen, wenn ich per Pulspaketsteuerung versuche die Drehzahl zu 
regeln? Für mein Verständnis sollte ich es nicht, da er ja die 
Phasenverschiebung von Strom/Spannung verhindert. Und da ich ganze 
Pulspakete nutzen will sollte sich das System ja auch einschwingen. (Es 
könnte allerdings auch ein Anlaufkondensator für eine Hilfswicklung 
sein, dann dürfte der Motor ohne wohl gar nicht anlaufen).

3. Werde ich Probleme bekommen, dass der Triac nicht löscht, weil der 
Motor bzw. der nachfließende Strom weiter eine Spannung induziert? Wie 
könnte ich das verhindern?

4. Habt ihr zufällig einen Richtwert parat, wie viele Schwingungen so 
ein Paket haben soll? Ich habe eine Software geschrieben, die eine Art 
PWM über die Netzfrequenz macht. Also z.B. Stufe 1: 30 Schwingungen 
Triac aus, 20 Schwingungen Triac an; Stufe 2: 15 Schwingungen aus, 35 
an; Stufe 3: dauer-an für volle Power. Damit hätte ich dann quasi 
jeweils ein PWM über 1s. Die Schaltzeitpunkte will ich mir über einen 
Nulldurchgangs-Detektor holen, sodass immer gleiche Schwingungsanzahlen 
am Motor landen (also gleich viele positive/negative halbwellen, damit 
der Motor nicht einseitig in sättigung getrieben wird).

Vielleicht lassen sich ja ein paar meiner Fragen beantworten.
Vielen Dank!

von Route_66 (Gast)


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Hallo!
Meiner Meinung nach macht eine Pulspaketsteuerung bei trägen Lasten wie 
Heizungen Sinn, nicht jedoch ein hörbases kurzes "Gas"-geben im 
Sekundentakt bei einem Lüfter.

von Thinksilicon (Gast)


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Dass soetwas bei einem Deckenventilator nerven kann sehe ich ein; aber 
in der Küche, wo das Radio läuft, und die Pfannen ordentlich spratzeln 
denke ich, werde ich da keine Benachteiligung erleben. Insbesondere ist 
der Lüfter auch reichlich träge - der läuft nachm Ausschalten noch gute 
10 sekunden nach (also rein von der Schwungmasse)

von Daniel (Gast)


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3. und 1. hängen zusammen: Wenn Du bereits vor dem Scheitel 
einschaltest, kann es sein, dass der Triac noch nicht gelöscht hat (weil 
der Stromnulldurchgang nach dem Spannungsnulldurchgang kommt wegen der 
Phasenverschiebung).
Wenn Du zum Zünden nur einen kurzen Impuls benutzt, heißt das, Du 
kriegst ihn in dieser Halbwelle nicht mehr gezündet, weil er bei Deinem 
Zündimpuls noch geleitet hat und erst danach (im Stromnulldurchgang) 
löscht.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Moritz schrieb:
> Warum muss/sollte ich den Motor im Scheitelpunkt der Spannung
> einschalten.

Solltest du das? Gerade Paketsteuerung arbeitet eigentlich immer mit 
vollen Wellenzügen, deswegen ist
> Nulldurchgangsdetektor + Leistungstriac
schon der richtige Ansatz. Ich habe hier einen Lüfter der genauso 
gesteuert (eigentlich geregelt, aber das ist eine andere Sache) wird, 
und das funktioniert gut. Die Nulldurchgangssteuerng mit MOC3063 und 
Triac erzeugt dann auch sehr geringe Störungen und lässt immer komplette 
Wellenzüge durch.
Ich benutze eine 16-stufige 'PWM' mit 1:15 bis 16:0 Wellenzügen.

Du sorgst am besten dafür, das die Pulsbreiten deiner Ansteuerung immer 
Vielfache der 40ms sind. Damit ich hier die Steuerung nicht mit dem Netz 
synchronisieren muss, habe ich 100ms Pulsbreiten gewählt, so genau 
kommts hier nicht drauf an.

> 2. Der Motor hat einen Kompensationskondensator. Sollte ich diesen
> entfernen, wenn ich per Pulspaketsteuerung versuche die Drehzahl zu
> regeln? Für mein Verständnis sollte ich es nicht, da er ja die
> Phasenverschiebung von Strom/Spannung verhindert.
Genau, lass ihn drin.

> Werde ich Probleme bekommen, dass der Triac nicht löscht, weil der
> Motor bzw. der nachfließende Strom weiter eine Spannung induziert? Wie
> könnte ich das verhindern?

Habe ich bei der Kombination MOC/Triac noch nicht erlebt. Evtl. könnte 
das bei sehr leistungsstarken Lüftern passieren, dann hilft entweder ein 
'Snubberless' Triac oder ein Snubberglied.

von Daniel (Gast)


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Daniel schrieb:
> 3. und 1. hängen zusammen: Wenn Du bereits vor dem Scheitel
> einschaltest,


Huch 'tschuldigung, da war ich bei Phasenanschnitt.

von Thinksilicon (Gast)


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Ok, vielen Dank für die Antworten!
Dann werde ich es wohl einfach mal probieren ;-) der Lüfter dürfte wohl 
nicht viel Leistung haben. Der Widerstand aus der Originalbeschaltung 
sieht mir nach ca. 10 W aus; also eigentlich nichts zu dramatisches... 
werd mich rühren, wie es funktioniert...

von Thinksilicon (Gast)


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Sooo,
hab jetzt mal ein wenig gelötet und funktioniert soweit auch ganz 
anständig. Bei meinem "Tastverhältnis" bin ich auf alle 20 Perioden 
runter gegangen, nachdem der lüfter bei 50 doch schon zu träge war.

Mit 20 hört man zwar durchaus das schalten, aber in dem Moment, wo das 
Radio läuft und die Pfannen brutzeln ist das kaum noch auszumachen.

Ab und zu löscht der Triac nicht, dann dreht der Lüfter etwas unrund. 
Hab aber leider keine Idee, wie ich das verhindern könnte. Hab nen 
Snubber mit 10 nF und 47 Ohm schon parallel zum Triac, aber das hat 
leider noch nicht viel gebessert. Im großen und ganzen bin ich aber 
zufrieden mit dem Resultat ;-)

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