Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Dreiphasenwechselstrommotor Steuerung


von Michael B. (michael_b840)


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Hallo an alle,

ich bin Mitglied eines Schützenvereins. Unsere Schießanlage befindet 
sich in einem Keller, etwa 8 m unter der Erde in einen Felsen gehauen. 
Die gesamte Mechanik der Schießscheibenwagen, der Schienen, der Seilzüge 
sowie der Motorsteuerungen ist aus normalem Baustahl gefertigt, die 
Steuerung der Kraftstrommotoren erfolgt über mechanische 
Endlagenschalter. Durch das feuchte Klima ist die ganze Sache hohem 
Verschleiß ausgesetzt. Das heißt, neben den an- und durchgerosteten 
Stellen der Schienen usw. sind die Schwachpunkte vor allem die 
Endlagenschalter und die Motoren, die an beiden Enden abrupt von 100 auf 
null abgebremst werden. Die Lösung bisher war, die Geschwindigkeit der 
Motoren so weit zu drosseln, dass das Abstoppen nicht so abrupt 
erfolgte. Der Wermutstropfen: Die Geduld der Schützen wurde stark 
strapaziert, weil allein auf der 25 m-Bahn für Hin- und Rückweg mal gut 
zwei Minuten Wartezeit einzurechnen sind, eher sogar mehr. Bei der 100 
m-Bahn wird das zum Geduldsspiel.
Unsere Überlegungen gehen dahin, dass wir erstens korrosionsfeste 
Materialien verwenden wollen (das gehört nicht hierher), und dass wir 
zweitens die Steuerung der Motoren digital gestalten möchten. Und hier 
brauche ich Eure Hilfe.
Die Motoren arbeiten mit Kraftstrom und haben etwa 3 kW Leistung. Die 
Wagen mit den Scheiben sollen halbwegs schnell von einem Ende zum 
anderen kommen, aber an beiden Enden langsam abstoppen. Das Ganze 
möglichst ohne mechanische Bauteile, also über Lichtschranken oder 
Hall-Sensoren, so dass man die ganze Geschichte nach IP54 aufbauen kann.
Die bisherigen Schalter erlauben per Knopfdruck die Befehle "vor", 
"zurück" und "stop" und sollten so beibehalten werden können.
Hat jemand eine vernünftige, das heißt praktikable Lösung für dieses 
Problem. Obere Prämisse wäre: Möglichst einfach und störunanfällig und 
für den Dauergebrauch tauglich.
Herzlichen Dank an alle im Voraus

Michael

von lowi10 (Gast)


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Hallo,

mit Frequenzumformer die Motoren ansteuern, haben Rampen für Start und 
Stopp

LG
Willi

von bhan (Gast)


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Michael B. schrieb:
> sind die Schwachpunkte vor allem die Endlagenschalter und die
> Motoren, die an beiden Enden abrupt von 100 auf null abgebremst werden.

Meiner Meinung nach funktioniert das auch mit der bisherigen 
Schützsteuerung, wen man den Wagen nicht direkt an den Anschlag knallen 
lässt sondern den Motor etwas früher abschaltet.
1
      <----Bremsweg---->   
2
3
  \  Schiene am Wagen    /
4
   \====================/  () Pos1  Endschalter mit Rollhebel
5
                           () Pos2

https://www.conrad.de/de/endschalter-220-vdc-380-vac-6-a-rollenhebel-tastend-panasonic-azd1050cej-ip67-1-st-702294.html
Könnte man auch mit induktiven Näherungssensoren (IP68) machen, hat dann 
aber die Kosten einer Hilfsspannungsversorgung 12-24V.

Wie lange ist eigentlich der derzeitige Bremsweg bei voller 
Geschwindigkeit d.h. wenn man inmitten der Bahn ausschaltet?

Falls notwendig, kann man auch noch Endlagendämpfer und/oder eine 
elektronische Motorbremse einsetzen.

Und - sind 3kW Motorleistung für diesen Zweck nicht etwas 
überdimensioniert?

von michael_b840 (Gast)


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bhan schrieb:
> Wie lange ist eigentlich der derzeitige Bremsweg bei voller
> Geschwindigkeit d.h. wenn man inmitten der Bahn ausschaltet?

Der Wagen steht sofort. Aber die Vmax liegt auchnur bei vielleicht 15 
cm/s.
Zu 2. Ja, 3 kW sind sicher zu viel. Aber die sind dort gerade eingebaut 
(sicher waren die irgendwo übrig)

von E-Mann (Gast)


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Alternative zu Frequenzumformer sollte ein Softstarter sein.
Das anfahren sowie stoppen erfolgt in sanft.

Das macht sich preislich sehr bemerkbar.

von Karlli (Gast)


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Schreib mal den Typen an. Vielleicht hat er den 230V Sanftstarter noch.
Beitrag "[V] Diverses Elektromaterial. Lagerauflösung."

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Bei Aufzügen mit Schützsteuerung ist das über zwei verschiedene 
Motorwicklungen gelöst. Eine für Normal- und eine für Langsamfahrt. Beim 
Anfahren wird die mechanische Bremse gelöst und die Normalfahrt-Wicklung 
direkt eingeschaltet. Am Haltepunkt gibt es zwei Kontakte. Beim ersten 
wird auf die Wicklung für Langsamfahrt umgeschaltet und der Motor bremst 
elektrisch ab. Beim zweiten Kontakt wird der Motor abgeschaltet und die 
mechanische Bremse eingelegt.

Da eure Motoren bestimmt keine zwei Wicklungen haben, müßte man das 
Umschalten mit einem Frequenzumrichter erledigen. Viele FUs haben 
Eingänge für vorgegegebene Geschwindigkeiten, die man einfach aktivieren 
kann. Die Steuerung müßte man dann auf den jeweiligen FU zuschneiden.

Also Messing- und Bleischrott wegbringen und FUs kaufen! ;)

von MCUA (Gast)


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> Die Lösung bisher war, die Geschwindigkeit der
>Motoren so weit zu drosseln,
Dann drossel den halt (statt ständig) nur einige m zuvor, und schalt 
erst danach ganz ab, 2 Geschwindigkeiten.
Man braucht keinen FU dafür.

von Düsendieb (Gast)


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von MaWin (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Möglichst einfach und störunanfällig und für den Dauergebrauch tauglich.

Induktive Näherungssensoren, so an der Bahn anbringen, daß vor dem 
Endschalter schon ein Langsamfahrtschalter erreicht wird.

Dann ein Motor mit 2 Geschwindigkeitsstufen, klassisch ein alter 
Drehstrom-Waschmaschinenmotor vom Schrott mit Waschgang und 
Schleudergang und ein paar Schütze (dicke Relais).

Ein FU ist Elektronik, die Platine wird euch bei der Luftfeuchte 
weggammeln. Näherungsschalter sind üblicherweise vergossen.

von Carsten R. (kaffeetante)


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Wie sind die aktuellen Motoren jetzt angeklemmt? Stern oder Dreieck?

Michael B. schrieb:
> Die Lösung bisher war, die Geschwindigkeit der
> Motoren so weit zu drosseln, dass das Abstoppen nicht so abrupt
> erfolgte.

Wie wurde das denn realisiert? Offenbahr ist da schon irgendetwas 
installiert.

von Michael B. (michael_b840)


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Carsten R. schrieb:
> Wie wurde das denn realisiert? Offenbahr ist da schon irgendetwas
> installiert.

Leute, Leute, das übersteigt ja alle meine Erwartungen. So eine Lawine 
wollte ich gar nicht lostreten. Aber eines ist mir jetzt schon klar: Wir 
brauchen mehr Informationen. Das Thema ist doch umfangreicher, als ich 
dachte (Ich bin dummerweise bisher immer von der Regelung von 
Gleichstrommotoren ausgegangen; die wäre ja vergleichbar einfach).
Also, nach dem obigen Zitat muß ich erst mal 'ne künstlerische Pause 
einlegen, weil ich die Fragen nicht beantworten kann, ohne noch mal in 
den Keller zu steigen. Sobald ich das geschafft habe, melde ich mich an 
dieser Stelle wieder.
Bis dahin erst mal ganz, ganz herzlichen Dank an alle, die sich bisher 
Gedanken gemacht haben und mich zum Selbststudium angeregt haben. ;-)

von Ansgar K. (malefiz)


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Nur weil du was nach IP54 aufbauen willst brauchst du nicht unbedingt 
auf mechanische Schalter verzichten und je nach Verschaltung können die 
Sinnvoller sien wie die von dir geplanten Inis

von michael_b840 (Gast)


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Ok, auch das wäre eine Lösung - wenn's denn halbwegs wasserdicht ist. 
Deshalb habe ich mich ja an die Experten gewandt. Mein "Tätigkeitsfeld" 
ist mehr die Steuer- und Regeltechnik im Bereich bis 24 V, und dann auch 
noch Gleichstrom. :))
Ich organisiere die genauen Daten, und dann machen wir Nägel mit Köpfen.

von aGast (Gast)


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Im Industriellen Umfeld wird das über Frequenzumrichter wie z.B. die 
Micromaster von Siemens (Es gibt auch preiswertere Hersteller) gelöst. 
Die Endlagen und Bremspunkte werden dann meist über Näherungsschalter 
(Induktive oder optische Sensoren, die funktionieren auch ohne Spiegel) 
abgefragt. Hier mal eine Bezugsquelle (als Beispiel) von solchen 
Sensoren die auch Wasserdicht sind.
http://www.balluff.com/
Vorteil einer Lösung mit Frequenzumrichter ist der dass unter anderem 
die Anfahr- und Bremsrampen, die max. Drehzahl usw. frei parametrierbar 
sind. Du kannst also mit maximaler Geschwindigkeit fahren und dennoch 
materialschonend Beschleunigen und Bremsen.
Ach ja, einige Frequenzumrichter bringen die 24V Versorgung für die 
Sensoren der Periperie bereits mit und haben auch entsprechende Eingänge 
für Sensoren. Es wäre dann kein zusätzliches Netzteil nötig.
Nachteil der Lösung ist der höhere Preis, der Vorteil liegt allerdings 
in der Zuverlässigkeit. Solche Anlagen laufen locker mal über 15 bis 20 
Jahre auch unter nicht sehr elektronikfreunflichen Umgebungen.

von aGast (Gast)


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Nachtrag:

Michael B. schrieb:
> Die bisherigen Schalter erlauben per Knopfdruck die Befehle "vor",
> "zurück" und "stop" und sollten so beibehalten werden können.

Das ist dann auch ganz einfach machbar.

von grundschüler (Gast)


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Wenn die Leistung des Motors nicht allzu groß ist, kann man eine 
Langsam-Stufe über eine Steimetz-Schaltung ausbilden. Die lässt sich 
einfach per Phasen/an/abschnitt regeln. Umschalten zwischen Steinmetz 
und voller Leistung könnte man dann mittels Schütz/Relais.

von Thorsten O. (Firma: mechapro GmbH) (ostermann) Benutzerseite


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Wenn da mehrere (unabhängige) Antriebe im Einsatz sind, schreit das 
förmlich nach einer SPS und mehreren FUs oder Servoverstärkern. Wenn man 
weiss was man benötigt, kann man das auch günstig gebraucht bei ebay 
zusammen kaufen.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

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