Hallo,
ich habe von einem Bekannten den Auftrag bekommen, ein
US-Reinigungsgerät zu reparieren. Fehlerbild: des Gerät funktiniert
zwar, aber die Reinigungsleistung ist sehr schwach.
Der erste Test ergab, dass das Gerät wirklich arbeitet. Ein Vergleich
mit dem Gerät auf meiner Arbeitsstelle zeigt dann auch einen gewaltigen
Unterschied: bei dem funktionierendem Gerät sieht man richtig Bewegung
der Flüssigkeit (starke Wellenbildung an der Oberfläche), während die
Flüssigkeit im defekten Gerät ziemlich ruhig bleibt. Nur einige
Schmutzpartikel (oder Blasen?) bewegen sich. Das funktionierende Gerät
ist mit nur einem US-Geber ausgestattet, während das defekte Gerät 3
davon hat (entsprechend ist auch exakt die 3-fache Leistungsaufnahme auf
dem Typenschild angegeben).
Ich habe also mal das Gerät auseinandergenommen, und den Schaltplan
abgezeichnet (sh. Anhang). Ganz rechts sind die 3 US-Geber (parallel)
angeschlossen. Die Dioden im Netz-Gleichrichter sind nicht wirklich
1N4004, sind aber irgendwelche funktionierenden Siliziumdioden
(nachgemessen).
Beim vermessen der Bauteile ist mir aufgefallen, dass die beiden
Kondensatoren C7 u.C8 nur noch etwa 3,7 nF (anstatt 4,7nF) haben. Ist es
möglich, dass dies zu dem Fehlverhalten führt?
Ich habe mal die Resonanzfrequenz (bei 4,7nF) berechnet
(http://home.arcor.de/wetec/rechner/cskreis.htm): 45,5kHz (mit 9500pF /
1300uH). Auf dem Typenschild ist 38kHz angegeben.
Um auf 38kHz zu kommen, müssten die Kondensatoren so um 6,8nF haben.
Passt also m.E. nicht zusammen (ich habe hier allerdings die Kapazität
der US-Geber ignoriert, vlt. passt es dashalb nicht?). Meine Frage: was
soll die LC-Kombination am Ausgang? Ist das wirklich als Schwingkreis
gedacht oder hat das irgendeine andere Funktion?
Vielen Dank,
Markus
Amateur schrieb:> Und die Trafowicklung hat keine induktivität? :)
Doch, aber muss die hier mit berücksichtigt werden?
Helge A. schrieb:> Hast du schon C1 und C2 überprüft?
Ja, die sind ok.
Ausserdem habeich schon folgendes gemacht:
- die us-geber einzeln nacheinander angeschlossen um auszuschliessen,
dass ein defekter geber den Ausgang runterzieht
- den Leistungsteil mit ca. 20v betrieben und den ausgang am osszi
angeschaut: da kommt ein m.E. korrektes signal (obwohl das aufgrund der
lc-schaltung schwer zu beurteilen ist). Ich werde im nächsten Schritt
nochmal die Endstufe untersuchen
Ob die Leistung langsam oder schlagartig zurückgegangen ist,kann leider
nicht mehr nachvollzogen wwrden (mein Bekannter hat das Gerät so von
jemand anderem übernommen)
Markus
>> Und die Trafowicklung hat keine induktivität? :)> Doch, aber muss die hier mit berücksichtigt werden?
kommt drauf an wie hoch diese ist :)
mit 1847 mH kommt man jedenfalls auf die 38kHz. Welche Frequenz hat denn
das Signal am TR1 (gemessen)? Und welche Spannung ist auf Sekundärseite
Ueff?
Sorry, hab oben mist geschrieben: die Sollfrequenz ist nicht 38kHz
sondern 35kHz
Amateur schrieb:> Welche Frequenz hat denn> das Signal am TR1
Die hatte ich mit dem Poti richtig eingestellt (war auf ~28khz verdreht)
Ich weiss grad nicht mehr, ob ich die auf 35 oder 38 kHz eingestellt
habe...
Der Trafo hat in der Ausgangswicklung ca. 680uH (bei 0,36 Ohm).
Die Spannung am Ausgang habe ich noch nicht gemessen. Hab den Schaltplan
erst heute fertiggemalt und wollte vorher nicht dran rummessen (ohne
Trenntrafo). Ich wusste ja nicht, dass das galvanisch getrennt ist...
Markus
Markus schrieb:> Die hatte ich mit dem Poti richtig eingestellt (war auf ~28khz verdreht)> Ich weiss grad nicht mehr, ob ich die auf 35 oder 38 kHz eingestellt> habe...
Die wird auf Resonanz eingestellt, nicht auf irgendeinen theoretischen
Wert.
hinz schrieb:> Die wird auf Resonanz eingestellt, nicht auf irgendeinen theoretischen> Wert.
Ok, dann wird wohl folgendes Vorgehen am besten funktionieren:
- Kapazität der US-Geber messen
- aktuelle resonanzfrequenz berechnen
- versuchen, mit dem Poti die berechnete frequenz näherungsweise zu
erreichen
- wenn der Bereich erreichbar ist, mit scope am ausgang die frequenz auf
maximale amplitude (Resonanz) abgleichen
ich habe leider keine Kondensatoren 4n7 mit 2500 V in der Bastelkiste.
Wenn obiges vorgehen zum Erfolg führt, kann ich mich um den Austausch
der Kondensatoren kümmern...
Danke erstmal für Eure Unterstützung,
Markus
Du kennst das Ersatzschaltbild eines solchen Ultraschallwandlers? Seine
Resonanzfrequenz wird durch die äußere Beschaltung kaum beeinflusst.
Ersetze die ausgelutschten Kondensatoren, und nimm da richig impulsfeste
PP-Typen, z.B. WIMA MKP-10. Dann kannst du die Frequenz einstellen, und
es reicht normalerweise die Wellenbildung im Bad als Maß.
hinz schrieb:> Du kennst das Ersatzschaltbild eines solchen Ultraschallwandlers? Seine> Resonanzfrequenz wird durch die äußere Beschaltung kaum beeinflusst.
Nein, das Ersatzschaltbild kenne ich nicht aber dass die
(Eigen-)Resonanz des Wandlers nicht durch die Aussenbeschaltung geändert
wird ist schon klar.
Mit "auf maximale amplitude (Resonanz) abgleichen" meinte ich die
Resonanz des Schwingkreises.
Mir war aber nicht klar, dass ein Ultraschallwandler bei seiner
Resonanzfrequenz betrieben werden muss. Ich dachte, es reicht, die
Frequenz ungefähr richtig zu treffen und der Wandler arbeitet dann
ähnlich wie so eine Piezo-Piepse nur in gross.
Ich werd mich dann mal auf die Suche nach passenden Kondensatoren
machen.
Markus
Markus schrieb:> Ich dachte, es reicht, die> Frequenz ungefähr richtig zu treffen und der Wandler arbeitet dann> ähnlich wie so eine Piezo-Piepse nur in gross.
Das ist schon richtig, allerdings arbeitet er dann nicht mit der maximal
möglichen Amplitude.
Außerhalb der Resonanzfrequenz muss man den Piezo mit Gewalt zur
Bewegung 'zwingen', während er das bei Resonanz 'gerne' und mit mehr
Wirkungsgrad macht.
Gruß Dietrich
hinz schrieb:> Ersetze die ausgelutschten Kondensatoren, und nimm da richig impulsfeste> PP-Typen, z.B. WIMA MKP-10.
Kennt jemand eine Bezugsquelle, wo ich einen passenden Kondensator in
kleinen Mengen bekommen kann?
MKP 4,7nF 2500V 5% (sh. Foto)
Die Toleranz kann zur not auch 10% sein, ich würde dann mehrere kaufen,
und mit etwas Glück weicht einer nach oben und einer nach unten ab (die
sind ja parallel geschaltet, so dass sich das ausgleichen würde)
Markus
Hei,
als guter Tipp zum überprüfen der Leistung:
In einem gutem Ultraschallreiniger wird hineingelegte Alufolie ziemlich
schnell löchrig und löst sich dann in feinere Partikel auf.
Schlechte schaffen das nicht.
Grüße,
Tom
PS: Natürlich mit Wasser! ;-)
Markus schrieb:> MKP 4,7nF 2500V 5% (sh. Foto)
Vishay/BC Serie 375. Die gibts eigentlich gar nicht mit 2500VDC, lt.
Datenblatt.
Wäre denn Platz zum basteln? Dann mach dir was passendes aus den
MKP-10/1600VDC bei Reichelt, eben mit Reihenschaltung.
>> In einem gutem Ultraschallreiniger wird hineingelegte Alufolie ziemlich> schnell löchrig und löst sich dann in feinere Partikel auf.
Whow! Hätte nicht gedacht, dass die Dinger sowas können. Danke für den
Tipp.
>> Wäre denn Platz zum basteln? Dann mach dir was passendes aus den> MKP-10/1600VDC bei Reichelt, eben mit Reihenschaltung.
So werd ich dass wohl machen. Genug Platz ist da wohl irgendwie.
>> Reichelt hat die nur bis 1600V und 10% (muss es denn 2500V sein?)>
Naja, ich hab noch nicht nachgemessen, aber wenn die 2500V Kondensatoren
schon kaputtgehen, dann befürchte ich, dass die 1600V-Typen noch
schneller aufgeben (obwohl nicht sicher ist, daas die Kondensatoren
Aufgrund der Spannungsbelastung gestorben sind)
Markus
Mir kam gerade der Gedanke, dass man die Piezo Scheibe auf der Wanne
auch auf Haarsprünge untersuchen sollte. Das könnte unter Umständen die
Ursache der Leistungsminderung sein.
Mfg,
Gerhard
Gerhard O. schrieb:> die Piezo Scheibe
Es sind 3 Piezo-Wandler verbaut (sh. Foto). Ich halte es für sehr
unwahrscheinlich, dass alle 3 einen Sprung haben.
Ich habe jetzt mal die Spannung am Ausgang gemessen: ca. 200 Vss bei
35kHz. Wenn ich die Frequenz runterdrehe, so dass maximale Aktivität in
der Flüssigkeit entsteht (so bei 30kHz; grob gemessen), steigt die
Spannung stark an ( auf > 1600 Vss ).
Was mich jetzt etwas wundert ist, dass nach dem Ersetzen der
Kondensatoren die Frequenz ja noch tiefer liegen dürfte (weil höhere
Kapazität), also noch weiter weg von der angegebenen Frequenz von 35
kHz.
Die (defekten) Kondensatoren werden übringens ziemlich warm...
Markus
Markus schrieb:> Was mich jetzt etwas wundert ist, dass nach dem Ersetzen der> Kondensatoren die Frequenz ja noch tiefer liegen dürfte (weil höhere> Kapazität), also noch weiter weg von der angegebenen Frequenz von 35> kHz.
Nö, da wird sich kaum was tun. Spule und Kondensator stellen ja nur
einen Tiefpass dar. Der soll die Oberwellen vom Piezo fern halten.
> Die (defekten) Kondensatoren werden übringens ziemlich warm...
Klar, die dielektrischen Verluste sind bei der Spannung und Frequenz
schon deutlich. Deshalb ist es eine gute Idee die Verlustleistung auf
mehr Kondensatoren zu verteilen, die haben insgesamt eine größere
Oberfläche um die Wärme los zu werden.
Markus schrieb:> hinz schrieb:>> Du kennst das Ersatzschaltbild eines solchen Ultraschallwandlers? Seine>> Resonanzfrequenz wird durch die äußere Beschaltung kaum beeinflusst.>> Nein, das Ersatzschaltbild kenne ich nicht aber dass die> (Eigen-)Resonanz des Wandlers nicht durch die Aussenbeschaltung geändert> wird ist schon klar.>> Mit "auf maximale amplitude (Resonanz) abgleichen" meinte ich die> Resonanz des Schwingkreises.>> Mir war aber nicht klar, dass ein Ultraschallwandler bei seiner> Resonanzfrequenz betrieben werden muss. Ich dachte, es reicht, die> Frequenz ungefähr richtig zu treffen und der Wandler arbeitet dann> ähnlich wie so eine Piezo-Piepse nur in gross.>
Hmm...Vorsicht.
Meine Erfahrung hat gezeigt das einige dieser Geräte wirkliche Resonanz
nicht vertragen, sondern mehr oder weniger seitlich auf der
Resonanzkurve arbeiten.
Abstimmung auf Resonanz hat bei mir schon zu defekten weil überlasteten
Transistoren geführt... Das Optimum liegt bei dieser Auslegung also
irgendwo vor der Maximalleistung.
Die Originalen Kondensatoren scheinen "auf Kante genäht" zu sein. Die
Dinger sind "selbstheilend" bei Durschschlägen aber vverlieren bei jedem
Durchschlag an Kapazität weshalb die Geräteleistung immer weiter sinkt
weil sich die Arbeitsfrequenz immer weiter von der Resonanz entfernt.
> Ich werd mich dann mal auf die Suche nach passenden Kondensatoren> machen.>
Wenn es get baue spannungsfestere (als die Originale) Polypropylentypen
ein.
Gruß,
Holm
Markus schrieb:>>>> In einem gutem Ultraschallreiniger wird hineingelegte Alufolie ziemlich>> schnell löchrig und löst sich dann in feinere Partikel auf.>> Whow! Hätte nicht gedacht, dass die Dinger sowas können. Danke für den> Tipp...ich habe in den 80ern mal einen völlig verrückten Russen beaobachtet, der
den (externen) Generator einer solchen Ultraschallwanne "frisierte":
Der zog einen im Gerät befindlichen Resonanzübertrager mit UI Kern
auseinander, wickelte ein paar Windungen ab, steckte wieder zusammen und
überprüfte die Leistung mit auflösen von Streichholzkuppen im Wasserbad.
Komisch daran war nur, das der schon in gefühlten 10 Metern noch
angeschlossenem Drahtfitz stand...
Gruß,
Holm
Holm Tiffe schrieb:> Komisch daran war nur, das der schon in gefühlten 10 Metern noch> angeschlossenem Drahtfitz stand...
Ähhhh, HÄ?
Dunkel deiner Worte Sinn ist! :-P
Grüße,
Tom
Tom P. schrieb:> Holm Tiffe schrieb:>> Komisch daran war nur, das der schon in gefühlten 10 Metern noch>> angeschlossenem Drahtfitz stand...>>> Ähhhh, HÄ?>> Dunkel deiner Worte Sinn ist! :-P>>>> Grüße,>> Tom
Da ist nix dunkel, der stand wirklich mit den Füßen im abgewickelten und
noch angeschlossenen Draht..
Was ist daran nicht zu begreifen?
Gruß,
Holm
Der Techniker schrieb:> Ich tippe auf gebrochene Piezos.. :)
Alle 3?
Wie gesagt: eher unwahrscheinlich. Aber egal, wird sich zeigen, wenn ich
die Kondensatoren habe. Ich halte Euch auf dem Laufenden...
Markus
Markus schrieb:> Der Techniker schrieb:>> Ich tippe auf gebrochene Piezos.. :)>> Alle 3?> Wie gesagt: eher unwahrscheinlich. Aber egal, wird sich zeigen, wenn ich> die Kondensatoren habe. Ich halte Euch auf dem Laufenden...>> Markus
Hallo Markus,
Vielleicht könntest Du noch einen Test für mich machen:
Füge an jedem Piezo-Transducer einen 1 Ohm Widerstand ein um den
Querstrom zu messen und miss den Spannungsabfall mit einem Hf-Voltmeter.
Andernfalls mach Dir einen Einfachen HF-Meßkopf aus einer 1N4148 oder
Ge-Diode. Wenn alle Transducer einen ähnlichen Spannungsabfall haben,
könnte man einen einzeln Bruch wahrscheinlich ausschließen. Sollten
tatsächlich große Unterschiede festzustellen sein, dann hat man
möglicherweise eine Spur...
Beim Messen aufpassen dass es potenzialfrei gemacht wird. Sonst könnte
es unliebsame Überraschungen geben. Am besten mit Dioden-Messkopf und
DMM auf isolierter Grundplatte ohne jegliche Verbindung zu irgend andere
Potenziale.
Mfg,
Gerhard
Gerhard O. schrieb:> Füge an jedem Piezo-Transducer einen 1 Ohm Widerstand ein um den> Querstrom zu messen und miss den Spannungsabfall mit einem Hf-Voltmeter.
Mh, also in der Flüssigkeit ist über jedem Piezo ungefähr die gleiche
Aktivität zu sehen. Daher denke ich, dass auch die Stromaufnahme ähnlich
sein wird.
Ich würde aber trotzdem die Messung machen. Hierzu einige Fragen:
1. Kannst du ungefähr abschätzen, wie hoch der Strom sein wird? Wenn ich
mir so die Leitungen zu den Piezos angucke, scheint da ordentlich was
drüber zu fliessen
2. Warum potenzialfrei messen? Der Ausgang ist doch galvanich getrennt,
dann sollte es doch eig. nicht stören, wenn die Messgerätemasse an Erde
liegt...
3. Warum diese HF-Messkopf-Geschichte? Kann ich nicht einfach mit dem
Scope messen?
Danke,
Markus
Markus schrieb:> 1. Kannst du ungefähr abschätzen, wie hoch der Strom sein wird? Wenn ich> mir so die Leitungen zu den Piezos angucke, scheint da ordentlich was> drüber zu fliessen
Schau aufs Typenschild, da steht die Nennaufnahmeleistung. Die Piezos
werden mit ca. 600Veff betrieben. Dick sind die Strippen hauptsächlich
wegen der mechanischen Belastung.
> 2. Warum potenzialfrei messen? Der Ausgang ist doch galvanich getrennt,> dann sollte es doch eig. nicht stören, wenn die Messgerätemasse an Erde> liegt...>> 3. Warum diese HF-Messkopf-Geschichte? Kann ich nicht einfach mit dem> Scope messen?
Einfacher ist es mit einer Sonde zu messen, die ist schnell gewickelt,
garantiert potentialfrei, und man sieht defekte Piezos an der
Kurvenform.