Gleichstrommotor als Drehbankantrieb

[Eberhard W. (ewolf)]

Hallo,
mit einem Gleichstrommotor, ( 220-240 V, 5A, Typbezeichnung HSM8378 )
mit einer Leistung von 1,5 HP also ca 1 kW möchte ich meine 
Uhrmacher-drehbank antreiben. Sie wird immernoch von einem 3Phasen 
Drehstrommotor über 220V mit Anlaufkondensator betrieben. Dieser Motor 
hat aber nur 0,4 kW und 1200 U/min, das ist einfach zuwenig! Der Abtrieb 
erfolgt per Keilriemen. Außerdem wäre eine Drehzahlregelung des 
Antriebes sehr sinnvoll. Eine Drehzahländerung für das Werkstück wird 
bei dieser Drehbank über einen Satz von 5 Drehbank- und 3 Motorseitigen 
Keilriemenscheiben eingestellt.  Mechanisch ist alles in trockenen 
Tüchern, aber die Ansteuerung bereitet mir echte Probleme weil ich von 
Elektrotechnik nur grundlegende Kenntnisse habe.
Im Anhang befinden sich Fotos von den Komponenten die ich bereits habe 
und verwenden will, wenn es damit geht. Der Motor mit der Schaltung 
stammt von einem Laufband, das Bedienteil dazu fehlt allerdings ! Es 
wäre am einfachsten wenn ich dieses für kleines Geld bekommen könnte. 
Als Ersatzteil muß ich mit fast 100€ rechnen, ( das ganze Laufband 
kostet bei Pearl ca. 150€ ).
Zu den Fotos: Nr.1 zeigt den Motor und die Platine der Motoransteuerung.
       Der 3polige Pfostenstecker/Kabel unten geht zur Bedieneinheit.
       Die Kennzeichnung des Steckers ist von links nach rechts: GND TRX 
5V
Foto Nr. 2 : Das Typenschild des Motors.

Foto Nr. 3 : Ein Gleichrichter BYT230PIV400,(400V/30A) und ein 
Transistor
            BUV98AV, (NPN,30/60A,450/1000V) zum Gleichrichten der 
Netzspannung und den Transistor mit entsprechender Beschaltung zur 
Drehzahlregelung.
Aber, so einfach ist es dann doch nicht, oder ?

Mir ist klar das ich eine recht große Kühlfläche brauche, aber welchen 
Widerstandswert ich wo brauche und wie groß die Kondensatoren bemessen 
sein müssen kann ich mir nicht vorstellen und auch nicht ausrechnen.
Nun brauche ich Vorschläge und Ideen, hat jemand vielleicht schon 
ähnliches versucht ?
Vielen Dank im voraus für Euer interesse! ewolf

Eberhard Wolf

[Schreiber (Gast)]

Eberhard W. schrieb:
> Mir ist klar das ich eine recht große Kühlfläche brauche, aber welchen
> Widerstandswert ich wo brauche und wie groß die Kondensatoren bemessen
> sein müssen kann ich mir nicht vorstellen und auch nicht ausrechnen.
> Nun brauche ich Vorschläge und Ideen, hat jemand vielleicht schon
> ähnliches versucht ?
> Vielen Dank im voraus für Euer interesse! ewolf

nimm einfach den hier gezeigten Motor und die ebenfalls gezeigte 
Platine.

Das fehlende Bedienteil wird vermutlich nur aus einem Poti bestehen

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Eberhard W. schrieb:
> das Bedienteil dazu fehlt allerdings ! Es
> wäre am einfachsten wenn ich dieses für kleines Geld bekommen könnte.

5-10 kOhm Poti
5V - Oberes Ende des Poti
TRX - Schleifer des Poti
GND - unteres Ende des Poti

http://www.pollin.de/shop/dt/NDI5OTU3OTk-/Bauelemente_Bauteile/Passive_Bauelemente/Potis_Trimmer_Encoder/Potentiometer_OMEG_PC16BU_10_k_linear.html
http://www.pollin.de/shop/dt/NTI5OTU3OTk-/Bauelemente_Bauteile/Passive_Bauelemente/Potis_Trimmer_Encoder/Potentiometer_OMEG_PC16BU_4_7_k_linear.html

o.ä.
Achtung - nur Potis mit Kunststoffachse benutzen. Die ganze Platine 
steht unter Netzspannung! Motor und Drehbank erden.

[hinz (Gast)]

Matthias S. schrieb:
> TRX - Schleifer des Poti

TRX klingt aber ehr nach 1-Wire.

[Werner F. (Gast)]

Eberhard W. schrieb:
> Dieser Motor
> hat aber nur 0,4 kW und 1200 U/min, das ist einfach zuwenig!

Hallo,
beachte bitte, dass bei steigender Futterdrehzahl die Zentrifugalkraft 
an dem Futter höher wird.
Ich habe schon erlebt, dass das Futter die Spannbacken, bei voller Fahrt 
und Drehzahl, von sich geschmissen hat.
Die Kräfte die da wirksam werden, werden meistens unterschätzt.
Zum Glück ist niemand zu Schaden gekommen.

MfG. Zeinerling

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

hinz schrieb:
> TRX klingt aber ehr nach 1-Wire.

Tja, dafür müssten wir mal wissen, welches Laufband der TE nun 
geplündert hat.

[Eberhard W. (ewolf)]

Hallo nochmal,

Vielen vielen Dank erstmal, ich bin überrascht wie schnell Ihr mir 
geantwortet habt und werde mich sofort dranmachen und Eure Tipps 
umzusetzen,
aber erst nach dem essen.

ewolf

[Eberhard Wolf (Gast)]

Hallo Matthias,

Probiert hab ich Deinen Vorschlag mit dem Poti, die einzelnen Kabel habe 
ich nach Deinen Angaben angeschlossen und angeschaltet aber es tut sich 
nichts.
Eine LED (Betrieb)leuchtet sonst nix.
Macht es sinn den Poti anders zu beschalten ?
Die Sicherung auf der Platine ist Ok, mir stellt sich nun die Frage ob 
die Platine vielleicht selbst defekt ist. Wenn die Platine selbst einen 
defekt hat, wie kann ich den den nachweisen ?

Anhang: Foto zeigt den angelöteten Poti

[Eberhard Wolf (Gast)]

Hallo Werner,
natürlich sind die zentrifugalkräfte bei hohen Drehzahlen imens.
Aber diese Drehbank ist für Drehzahlen bis 14.000 U/min ausgelegt. 
Selbstverständlich wird bei solch hohen Drehzahlen kein Drehbankfutter 
verwendet sondern Spannzangen. Allerdings werde ich, selbst wenn der 
vorgesehene Motor funktioniert, diese Drehzahl nicht erreichen.
Bei Kleinteilen unter 10 mm durchmesser brauche ich schon 5-6000 U/Min 
und wenn ich die erreiche ist es voll Ok.

Gruß

ewolf

[Michael B. (laberkopp)]

Eberhard W. schrieb:
> Platine der Motoransteuerung

Das könnte schon passen, die Platine könnte Gleichrichter, Siebelko und 
PWM Transistor mit Freilaufiode enthalten

Eberhard Wolf schrieb:
> aber es tut sich nichts.

Tja. Da sollte man halt mal messen und verstehen.

Die Platine scheint einen galvasnisch getrennten Steuerteil zu haben. 
Hat der überhaupt Strom ?

Liegen an den Siebelkos 320V an ?

Etwas unklar ist die Platine mit den beiden roten Drähten, dem Elko und 
(Gleichrichter?). Ist das die Stromversorgung des galvsnusch getrennten 
Teils ? Trennt die wirklich, wo ist der Trafo ?

[Eberhard Wolf (Gast)]

Hallo Matthias,
Das ist dieses Laufband, allerdings wird es jetzt mit 0,5kW Leistung 
angegeben:  http://www.pearl.de/a-NC5442-4000.shtml


Das Foto zeigt das Bedienteil . . .

[Eberhard Wolf (Gast)]

Hallo Matthias,

hier mal Detailaufnahmen der Platine.

>"Die Platine scheint einen galvasnisch getrennten Steuerteil zu haben.
Hat der überhaupt Strom ?"<
Du meinst die 5 Volt an dem Pfostenstecker ? Die liegen an!
(zwischen GND und 5 Volt gemessen)

Einen Trafo gibt es nicht, das soll ein Schaltnetzteil sein.
(Wurde mir gesagt, als ich die gleiche Frage stellte.)
Leider hab ich noch keine richtige Beschreibung des Originallaufbandes 
gefunden, nur das Angebot bei Pearl.
Durchmessen, meinte jemand, aber dazu würde ich eine Anleitung brauchen.

Falls jemand Bedenken zur Sicherheit hat, nur zu, ich kann nur hoffen 
das ich alles beachte, falls jemandem ein Fehler auffällt sagt es mir 
bitte !

[Eberhard Wolf (Gast)]

Hallo Michael,

Michael B. schrieb:
> Etwas unklar ist die Platine mit den beiden roten Drähten, dem Elko und
> (Gleichrichter?). Ist das die Stromversorgung des galvsnusch getrennten
> Teils ? Trennt die wirklich, wo ist der Trafo ?

Die kleine Platine mit den roten Drähten ist wirklich ein Gleichrichter 
und ein Elko, ( 10uF/400V), aber ob das die Stromversorgung des 
Steuerkreises ist, erschliesst sich mir nicht.


Noch etwas: Du meinst mit "Siebelkos" die beiden dicken Elkos ?
Wo kann ich messen ? Die pole der Elkos im Betrieb ? Und dort müssen 320 
V anliegen ?
Ist das richtig ? Wenn ja, dann messe ich dort. Würdest Du mir das 
bestätigen, bitte.

[Fabian . (fabian112)]

Schau doch bitte mal an welches Bauteil (und Pin) der Anschluss TRX geht 
und sag uns was auf diesem Bauteil steht.  Ich vermute dass es sich 
hierbei um einen Bus handelt uns es mit einem einfachen Potentiometer 
nicht getan ist.

[Frank T. (frank_t40)]

Das sollte das Steuerteil sein.
http://www.ebay.co.uk/itm/EVERLAST-MOTOR-CONTROL-BOARDS-TESTING-AND-REPAIR-SERVICE-ALL-MODELS-/272167981486

[Eberhard W. (ewolf)]

Hallo Fabian,
Das Bauteil was Du meinst ist ein IC im DIP8 Gehäuse mit den 
Bezeichnungen:

Holtek HTC 46 R01C   (<-- hierzu gibt es Datenblätter, chinesische 
bislang )

und darunter:

 B313G0018G2

Für den Anfang, aber ich suche noch . . .

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Eberhard W. schrieb:
> Holtek HTC 46 R01C

Ok, das ist ein Mikrocontroller und damit bestätigt sich hinz' 
Vermutung, das TRX ein serieller Bus ist, der mit dem Bedienteil 
kommuniziert.
Viel geht da aber nicht zur eigentlichen Motorsteuerung, das läuft alles 
über den Optokoppler PT1 und kann nichts grossartiges sein.

Ich denke, das der Holtek ein PWM Signal erzeugt, das dann über den OK 
an die Leistungselektronik geht. U4 und der andere Achtbeiner sind die 
entscheidenden Bauteile, deren Bezeichnung gebraucht wird - und ein Foto 
bitte von der Leiterseite der Platine.

[Fabian . (fabian112)]

Datenblatt: 
http://www.hytic.net/upload/files/2014/12/HOLTEK-HT48R01C.pdf

@ Matthias
vermute ich auch

[hinz (Gast)]

Matthias S. schrieb:
> U4 und der andere Achtbeiner sind die
> entscheidenden Bauteile, deren Bezeichnung gebraucht wird - und ein Foto
> bitte von der Leiterseite der Platine.

ACK.

[Eberhard W. (ewolf)]

Hallo Matthias, (hinz)

Anbei nochmal eine Aufnahme der Lötseite der Platine, die Steuerung ist 
im Bild oben.

Besteht nicht die Möglichkeit einen Gleichrichter mit einem 
Anlaufkondensator vor den Motor zu schalten ?
Dann hätte ich weningstens einen stärkeren Motor ohne Regelung.

Oder, könnte ich einen Drehzahlsteller (Phasenanschnitt) vor den 
Gleichrichter schalten ?

Grüße
Eberhard

[hinz (Gast)]

Eberhard W. schrieb:
> Anbei nochmal eine Aufnahme der Lötseite der Platine

Und wie heißen die Achtbeiner?


> Besteht nicht die Möglichkeit einen Gleichrichter mit einem
> Anlaufkondensator vor den Motor zu schalten ?

Kein Kondensator.


> Dann hätte ich weningstens einen stärkeren Motor ohne Regelung.
>
> Oder, könnte ich einen Drehzahlsteller (Phasenanschnitt) vor den
> Gleichrichter schalten ?

Kannst du, wird aber immer noch keine Regelung.

Eine einfache aber dennoch effektive Regelung auf Gegen-EMK Basis wäre 
aber möglich. Dazu gibts eine Appnote von Philips/NXP, muss ich mal 
raussuchen.

[hinz (Gast)]

http://educypedia.karadimov.info/library/APPCHP6.pdf

Ab Seite 47 bzw. 531.

[rocknorb (Gast)]

Hallo ewolf,

ein Gleichstrommmotor braucht keinen Anlaufkondensator. Wenn du einen 
Glättungskondensator meinst, damit erhöhst du den Mittelwert der 
Gleichspannung umso mehr, je größer der Kondensator wird. Bei einem sehr 
großen Kondensator (mehrere 100µF) hättest du über 300VDC. Dein Motor 
darf aber nur 240VDC. Ausserdem wird bei direktem Einschalten der 
Anlaufstrom und damit das Anlaufmoment (Einschaltruck) nicht unerheblich 
sein.

Phasenanschnitt mit nachgeschaltetem Gleichrichter funktioniert 
grundsätzlich. Eine Stromregelung sollte aber vorhanden sein, so ein 
1kW-Gleichstommotor hat schon ordentlich Drehmoment, wenn da mal was 
beim Drehen blockiert, kann es gefährlich werden.

Für eine ordentliche Drehzahleinstellung/Regelung des Gleichstrommotors 
brauchst du einen Stromrichter oder z.B. einen ISR02 von der Fa. 
BLE-Elektronik mit halbgesteuertem Gleichrichter, der kann auch den 
Strom regeln/begrenzen.

Wenn der vorhandene Motor wirklich ein 3-Phasen-Motor ist, nimm einen 
kleinen Frequenzumrichter mit 230V-Eingangspannung (E-Bucht), das ist 
viel einfacher. Der Motor hat mit 3-Phasen-Betrieb auch wesentlich mehr 
Drehmoment als 2-phasig mit Anlaufkondensator, und du kannst den Motor 
normalerweise mit bis zu doppelter Frequenz (100Hz) betreiben, daurch 
hast du eine grossen Drehzahl bereich. Zudem kann man einfach zwischen 
Rechts-/Linkslauf umschalten (prima für Gewindeschneiden).

Ich habe meine EMCO Compact 8 mit einem 0,37kW DS-Motor und FU 
nachgerüstet, lässt sich super mit arbeiten.

[THOR (Gast)]

Werner F. schrieb:
> Ich habe schon erlebt, dass das Futter die Spannbacken, bei voller Fahrt
> und Drehzahl, von sich geschmissen hat.

Dann wurden die da falsch eingespannt. Es gibt sicher nen Stift der 
einfährt sobald die Backen sicher verriegelt sind.

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

rocknorb schrieb:
> Wenn der vorhandene Motor wirklich ein 3-Phasen-Motor ist, nimm einen
> kleinen Frequenzumrichter mit 230V-Eingangspannung (E-Bucht), das ist
> viel einfacher.

Neim, man sieht deutlich aus der Ansteuerung, das es sich um einen DC 
Motor handelt, der mit dem dicken IGBT/MOSFet auf dem Kühlkörper 
PWM-moduliert wird. Der ansteuernde 8-Beiner wird eín Highside Treiber 
sein, und der kleine Kühlkörper trägt die Freilaufdiode
Um die Elektronik auszuprobieren, würde es sinnvoll sein, den Holtek 
Controller zu entfernen - das Netzteil muss weiterhin aktiv bleiben, 
weil es auch den Treiber versorgt. Wenn man nun Pin 5 des Holtek auf 
Masse (Pin 8 am Holtek) zieht, sollte der Motor mit voller Leistung 
losdrehen. Da dieser Teil netzgetrennt ist, kann man dann einen 
beliebigen PWM Generator benutzen. z.B. den 555 oder, weil es sich vom 
Pinout anbietet, einen PIC anstelle des Holtek. Den PIC könnte man sogar 
so programmieren, das er ein Poti am TRX Anschluss ausliest.

[rocknorb (Gast)]

Momentan hat er noch einen Drehstrommotor an der Drehbank:

Zitat:
"Sie wird immernoch von einem 3Phasen Drehstrommotor über 220V mit 
Anlaufkondensator betrieben. Dieser Motor hat aber nur 0,4 kW und 1200 
U/min, das ist einfach zuwenig!"