Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Universalmotor mit Gleichspannung


von Nick S. (kolbi)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo,

Ich möchte einen 500W Oberfräsenmotor mit Gleichstrom PWM versorgen. An 
einem 24V DC Netzteil läuft der Motor an.

Die geplante Schaltung: Sicherung, Brückengleichrichter, 
Kondensator(en), Überspannungsableiter, Motor, Freilaufdiode, IRFP450 + 
Optokoppler

Nun die Fragen:

Ist ein Irfp450 mit Kühlkörper ausreichend?

Welche Kondensatoren sind nach dem Brückengleichrichter am geeignetsten?

Überspannungsableiter: VDR?

Freilaufdiode: HFA08TB60S Ultrafast soft recovery, 600V 8A 18ns OK?


Lg, K.

: Verschoben durch Admin
von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Es geht wohl um einen 230V Motor.
Wenn du gleichrichtest und per Elko siebst, bekommt der mehr als 230V 
effektiv.
Damit dreht er zwar schneller (brauchst du das wirklich?), wird aber 
wärmer als erlaubt. Natürlich kann man per 50% PWM wieder etwas Leistung 
rausnehmen.

Eigentlich reicht der Gleichrichter und ungesiebte 230V pulsiernde 
Gleichspannungshalbwellen kann man auch per MOSFET mit PWM zerhacken. 
Der IRFP450 ist mit 500V nicht gerade üppig, du müsstest einen VDR 
finden, der bei 275V noch nicht anspricht, bei 500V aber voll leitet. 
Die üblichen 275V VDR haben aber ein Begrenzungsspannung von fast 700V
http://de.farnell.com/vishay-bc-components/vdrs05c275bse/vdr-275v-12j/dp/1187045
Nun ja, Panasonic scheint bessere als Vishay zu bauen
http://de.farnell.com/panasonic-electronic-components/erze10a271/varistor-hohe-spann-transient/dp/2291807

von Amateur (Gast)


Lesenswert?

Im Bereich von 330V und mehr, sind die Grenzen der meisten FET erreicht.

Ich würde mich mal in der IGBT-Schublade umtun. Die sind Spannungsmäßig 
besser aufgestellt und ähnlich anzusteuern. Der Hauptnachteil, in diesem 
Falle, ist allerdings der größere Kühlkörper

Übrigens: Warum keine Thyristoren bzw. Triacs?

von Ulrich F. (Gast)


Lesenswert?

> Brückengleichrichter
Wie wäre es mit einem geregeltem Brückengleichrichter.
z.B. die MinusDioden durch Thyristoren ersetzen.
(plus Ansteuerung)

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Amateur schrieb:
> Der Hauptnachteil, in diesem
> Falle, ist allerdings der größere Kühlkörper

Na ja, 500V = 2A bei 0.4 Ohm sind 1.6 Watt, das geht bei TO264 noch ohne 
Kühlkörper.
Allerdings wird der Anlaufstrom höher sein.

von Kurt B. (kurt-b)


Lesenswert?

Michael Bertrandt schrieb:
> Es geht wohl um einen 230V Motor.
> Wenn du gleichrichtest und per Elko siebst, bekommt der mehr als 230V
> effektiv.

Ein AC-Motor läuft aber nicht an 24V DC an.
Also muss es wohl ein Motor mit Bürsten sein.

 Kurt

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Michael Bertrandt schrieb:
> Die üblichen 275V VDR haben aber ein Begrenzungsspannung von fast 700V
> http://de.farnell.com/vishay-bc-components/vdrs05c275bse/vdr-275v-12j/dp/1187045
> Nun ja, Panasonic scheint bessere als Vishay zu bauen
> 
http://de.farnell.com/panasonic-electronic-components/erze10a271/varistor-hohe-spann-transient/dp/2291807

Leider nein, Panasonic beschriftet nur anders, deren 275V VDR (leitet 
bei 275 noch gar nicht) heisst 391 (bei 390V fängt er an zu begrenzen), 
und leitet auch erst ab 650V ganz ab.

von Nick S. (kolbi)


Lesenswert?

Danke für die schnelle Antwort :)

Ja, es ist ein 230V Motor von Ferm.

Heißt das ein Kondensator ist im Grunde kontraproduktiv? Denn rumliegen 
tun sie ja schon hier, kostet mich also nix mehr.

Bei den VDRs muss ich mich nochmal einlesen wegen Bezeichnung/Kennline, 
zzt liegen hier ein paar 05 K75 und 05 K130, könnte man in Serie 
betreiben, oder zu schwach?

Mit min/max möglicher Drehzahl muss dann natürlich experimentiert 
werden, damit das ganze einigermaßen sicher bleibt.

Die Dioden P600J für den Brückengleichrichter müssten passen, oder?

von Kurt B. (kurt-b)


Lesenswert?

Nick S. schrieb:
> Danke für die schnelle Antwort :)
>
> Ja, es ist ein 230V Motor von Ferm.
>
> Heißt das ein Kondensator ist im Grunde kontraproduktiv? Denn rumliegen
> tun sie ja schon hier, kostet mich also nix mehr.

Solange du nicht sagst welcher Motor es ist kanns nur Rumgestochere im 
Nebel geben.

 Kurt
Nachwurf: jetzt hab ichs gesehen, es steht ja in der Überschrift!!

: Bearbeitet durch User
von Nick S. (kolbi)


Lesenswert?

Mit Triac Lüfterregler funktionierts nicht, der Motor lässt sich nicht 
in der Drehzahl regeln und stottert wild rum.

Nur PWM an der DC-Seite reicht mir vollkommen aus.

Welchen IGBT würdet ihr empfehlen? Kühlkörper habe ich noch zu Hauf.

Lg!

von Kurt B. (kurt-b)


Lesenswert?

Michael Bertrandt schrieb:
> Michael Bertrandt schrieb:
>> Die üblichen 275V VDR haben aber ein Begrenzungsspannung von fast 700V
>> 
http://de.farnell.com/vishay-bc-components/vdrs05c275bse/vdr-275v-12j/dp/1187045
>> Nun ja, Panasonic scheint bessere als Vishay zu bauen
>>
> 
http://de.farnell.com/panasonic-electronic-components/erze10a271/varistor-hohe-spann-transient/dp/2291807
>
> Leider nein, Panasonic beschriftet nur anders, deren 275V VDR (leitet
> bei 275 noch gar nicht) heisst 391 (bei 390V fängt er an zu begrenzen),
> und leitet auch erst ab 650V ganz ab.

Ist es etwa so dass Panasonic die Effektivspannung "AC" angibt, andere 
"DC"?

 Kurt

von Amateur (Gast)


Lesenswert?

>Mit Triac Lüfterregler funktionierts nicht, der Motor lässt sich nicht
>in der Drehzahl regeln und stottert wild rum.

Sollte aber gehen. Allerdings nicht mit einem 08/15 Dimmer.

Wechselspannungsregler für induktive Lasten gibt es bei den üblichen 
Verdächtigen. Sind aber 10 Nummern teurer als Dimmer.

von Nick S. (kolbi)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Den Wechselspannungskreis regeln ist ünnötiger Aufwand, anbei mein 
Schaltplan, fehlen noch Bauteilvorschläge.

Hab gerade noch eine Packung 1.5KE400A Supressordioden gefunden, die 
müssten als Überspannungsschutz passen, oder?

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Nick S. schrieb:
> anbei mein Schaltplan

Der Kondensator parallel zum Motor ist eine Belastung für den MOSFET.

Allerdings ist es sinnvoll, den Motor Funkentstörkondensatoren und 
Drosseln zu verpassen.

Der grosse Siebelko für die Motorspannung ist eher überflüssig, ein 
kleiner an den ZD12 täte es.

Man könnte deren heizenden Vorwiderstand auch durch ein verlustarmes 
Kondensatornetzteil ersetzen.

Und der Gate pull down bestimmt die Ausschaltzeit und während der 
Ausschaltzeit entsteht viel Wärme im MOSFET. Ein Transistor der das Gate 
schneller entlädt verkürzt diese und vermindert damit die 
Verlustleistung im MOSFET.

von Nick S. (kolbi)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Die Kondensatoren parallel zum Motor sind direkt am Motor.

Cap an ZD12 wird nachgebessert, Kondensatornetzteil klingt auch 
interessant, Danke :)

von Lurchi (Gast)


Lesenswert?

Die Universalmotoren laufen mit DC schon mit deutlich weniger Spannung 
als mit AC. Entsprechend sind die Gleichgerichteten 230 V wohl schon 
deutlich zu viel. Wenn man von 110 V ausgehen würde wäre es ggf. OK. Von 
daher sollte man wirklich die AC Spannung per Thyristor regeln. Der 
Aufwand für die AC Regelung ist auch nicht unbedingt höher.

Mit den Kondensatoren direkt am Motor könnte es mit der Regelung (DC und 
AC) Probleme geben. Da müsste noch ein Drossel vor, oder der Kondensator 
nur zwischen den Bürsten. Eine zusätzliche Drossel hilft ggf. auch einer 
Thyristorregelung.

von Amateur (Gast)


Lesenswert?

Was mir gerade einfällt:

Oft haben die Motore einen - nötigen - Lüfter auf der Motorachse 
montiert.
Der ist - wie auch nicht anders zu erwarten - auf die übliche 
Motordrehzahl abgestimmt!

Regelst Du jetzt, wie auch immer, die Drehzahl runter! Jetzt kann es 
sein, das der Hitzkopf ins Schwitzen kommt und Du, mit der Drehzahl, die 
Lebensdauer auf Stunden herunterregelst.

"Echt" regelbare Motore haben einen Ventilator mit eigener Versorgung, 
oder sogar eigener (thermischer) Regelung.

von Thomas B. (thombde)


Lesenswert?

Ich würde das mit einem U2008B oder den U2010B realisieren. (AC)
Ist etwas mehr Aufwand aber die Dinger sind wirklich super.
Eigentlich braucht man sich nur an das Datenblatt halten.
Die Applikationen funktionieren.

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Nick S. schrieb:
> Die Kondensatoren parallel zum Motor sind direkt am Motor.

Leider wohl keine Drosseln in der Zuleitung, die den MOSFET vor der 
Ladung der Funkentstörkondensatoren schützen, wie hier die 47uH
1
                 +--47uH--+---+---+
2
                 |        |   |   |
3
                 |        | 47nF  |
4
 ----------------+        |   |   |
5
verdrillte Zuleitung    47nF  +--(M)
6
 ----------------+        |   |   |
7
                 |        | 47nF  |
8
                 |        |   |   |
9
                 +--47uH--+---+---+

von Nick S. (kolbi)


Lesenswert?

Im Moment bastel ich noch an der Stromversorgung fürs Gate, hab noch 
einen 9V AC Steckertrafo gefunden, mit 1N4007 gleichgerichtet, 1000uF 
Pufferelko, und PC123 Optokoppler besorgt, das funktioniert zumindest 
schonmal.

Welche Möglichkeiten gäbe es noch, unkompliziert 10-20V aus der 400V DC 
Seite zu holen? Kann man zB den 100HZ Buckel irgendwie nutzen?

Lg!

von Nick S. (kolbi)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Habs jetzt doch mit 2x 4K7 17W Vorwiderständen statt Trafo probiert, und 
die Hitzeentwicklung ist weit weniger arg als erwartet.

Am Oszi sind mir keine Spitzen oder Schwankungen aufgefallen, das Signal 
am Gate scheint ok, der Fet wird kaum warm.

Später soll die Schaltung ab und zu an meiner Eigenbaufräse werkeln, ist 
das eh kein Problem bez Netzstörungen, oder muss ich zwangsweise ein 
300V DC Netzteil kaufen?

Danke an Laberkop für den Tip bei den Kondensatoren und alle Anderen die 
mir hier geholfen haben!

LG :)

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.