Wie längste Lebensdauer der Kohlebürsten an einem AC Motor

Sven schrieb:
> Was gibt es für Alternativen ?

Stelltransformator?
Ist aber VIEL teurer und auch schwerer. Wesentlich billiger ist es, 
einfach längere Kohlen in den Motor einzubauen!

Werner H. schrieb:
> Glaube ich nicht, ist doch schon lange in jedem Staubsauger verbaut.
> Da werden keine Kohlen gewechselt.

Stimmt, die Kohlen sind da wartungsfrei. Einfach Staubsauger 
wegschmeißen, wenn abgenutzt. Ist aber kein Problem, zu dem Zeitpunkt 
sind nicht nur die Kohlen, sondern auch Motorlager und alle anderen 
dynamisch beanspruchten Teile am Ende ihrer Lebensdauer angekommen...

Nun ja es ist ein Gebläse mit Herstellerangabe von 2000 Betriebsstunden 
an Nennspannung. Kumpel behauptet aber dass das mit Phasenanschnitt 
teils nur ein viertel sei.

Schreiber schrieb:
> Ist aber kein Problem, zu dem Zeitpunkt
> sind nicht nur die Kohlen, sondern auch Motorlager und alle anderen
> dynamisch beanspruchten Teile am Ende ihrer Lebensdauer angekommen...

Die 3 Siemens Staubsauger, die in unserem 5-Personenhaushalt in den 
letzten 3 Jahren benutzt werden/wurden sind immer noch alle 3 ok. Zwei 
der 3 haben nichts gekostet weil sie ein Werbegeschenk für das Abo einer 
Zeitschrift waren, die wir damals eh abbonieren wollten.

Der Andere schrieb:
> 3 Jahren

Mist das sollte "30 Jahre" heissen.

Der Andere schrieb:
> Die 3 Siemens Staubsauger, die in unserem 5-Personenhaushalt in den
> letzten 30 Jahren benutzt werden/wurden sind immer noch alle 3 ok.

Bei 1 Stunde Benutzungsdauer pro Staubsauger und Woche komme ich auf 
1500 Betriebsstunden.
Das ist nicht übermäßig viel, wenn die Motorkohlen angemessen ausgelegt 
wurden. Das ganze (also 3 Stunden/Woche) mit einem Staubsauger und der 
wäre wohl schon im Schrottcontainer gelandet

Bei intensiver, gewerblicher Nutzung im Schichtbetrieb sind (bei 
Industriestaubsaugern) nach einem halben Jahr (oft auch früher) die 
Motorkohlen und spätestens nach zwei Jahren die Motor-Lüfter-Einheit 
fällig.

Schreiber schrieb:
> Bei intensiver, gewerblicher Nutzung im Schichtbetrieb sind (bei
> Industriestaubsaugern) nach einem halben Jahr (oft auch früher) die
> Motorkohlen und spätestens nach zwei Jahren die Motor-Lüfter-Einheit
> fällig.

Dafür nimmt man dann ja auch keinen "Allstrom" Reihenschlussmotor mit 
Kommutierung sondern entweder einen Kondensatormotor oder 3phasen 
Asynchronmotor.

Michael B. schrieb:
> sein Gebläse scheint ein Synchronmotor zu sein der tagein
> tagaus laufen soll.

Woher hast du die Info, ich habe nur das gelesen:

Sven schrieb:
> Ich habe hier ein Gebläse das ca. 850VA an 230V-AC Watt aufnimmt.

Sven schrieb:
> Nun ja es ist ein Gebläse mit Herstellerangabe von 2000 Betriebsstunden
> an Nennspannung.

Das eigentliche Problem ist daß der Kumpel behauptet durch einen 
Vollwellen-Phasenanschnitt würde sich der Abbrand des Kommutators 
verstärken.
Ich kenne dazu jetzt keine belastbare Quelle die das bestätigt.

Nein, mein Motor ist so ein Reihenschlussmotor.
Hätte ich einen Synchronmotor müsste ich mir nur Gedanken um die 
Kugellager machen.

Mir nützt nur eine Info ob das jemand bestätigen oder dementieren kann. 
Wenn ich aber Google finde ich nur 3 Varianten so ein Ding zu steuern.

Direkt am Sinus/Trafo/Lastwiderstand
Triac/Phasenanschnitt
und DC Chopper

Sven schrieb:
> Ich habe hier ein Gebläse das ca. 850VA an 230V-AC Watt aufnimmt. Dieses
> möchte ich aber runterregeln können. Ich dachte an einen Triac. Jetzt
> sagt mir mein Kumpel dass es am Triac zum schnellsten abbrennen der
> Kohlen kommt.

Erstmal nachschauen, ob da überhaupt ein Reihenschlussmotor drin ist. 
Sehr wahrscheinlich ist da ein Kondensatormotor 
(https://de.wikipedia.org/wiki/Kondensatormotor) verbaut.

Und ja, bei einem Gebläse kann man den auch in Grenzen mit einem Triac 
regeln.

Der Andere schrieb:
> Schreiber schrieb:
>> Bei intensiver, gewerblicher Nutzung im Schichtbetrieb sind (bei
>> Industriestaubsaugern) nach einem halben Jahr (oft auch früher) die
>> Motorkohlen und spätestens nach zwei Jahren die Motor-Lüfter-Einheit
>> fällig.
>
> Dafür nimmt man dann ja auch keinen "Allstrom" Reihenschlussmotor mit
> Kommutierung sondern entweder einen Kondensatormotor oder 3phasen
> Asynchronmotor.

Dumm nur, dass (bei gegebenem Gebläsedurchmesser) die Druckdifferenz von 
der Drehzahl abhängt. Dumm ebenfalls, dass ein Staubsauger nunmal eine 
gewisse Druckdifferenz erreichen muss, damit er saugt und die Abluft 
durch die Filter drücken kann. Da braucht es entweder Drehstrommotor und 
Frequenzumrichter oder einen Allstrommotor.
Das wissen auch die Hersteller von Industriestaubsaugern!

Schreiber schrieb:
> Dumm nur, dass (bei gegebenem Gebläsedurchmesser) die Druckdifferenz von
> der Drehzahl abhängt. Dumm ebenfalls, dass ein Staubsauger nunmal eine
> gewisse Druckdifferenz erreichen muss, damit er saugt und die Abluft
> durch die Filter drücken kann. Da braucht es entweder Drehstrommotor und
> Frequenzumrichter oder einen Allstrommotor.

Und warum sollte das mit einem Kondensatormotor nicht funktionieren? Ein 
Gebläse hat ein niedriges Anlaufmoment, da erst bei höherer Drehzahl 
nenneswert Druck und Luftdurchsatz aufgebaut wird, also fast perfekt für 
einen Kondensatormotor.

Ausserdem ist das alles Offtopic. Nochmal, dem TO geht es darum ob bei 
seinem Allstrommotor aka Reihenschlussmotor bei Phasenanschnittsteuerung 
der Kommutator und die Kohlen stärker verschleißen.
Ich habe solche Aussagen auch schon gelesen, auch für PWM-Betrieb, habe 
aber weder für noch wider diese Aussage Belege.

Der Andere schrieb:
> Und warum sollte das mit einem Kondensatormotor nicht funktionieren?

Weil der nur 3000 Umdrehungen/Minute schafft?!
Schneller geht nur mit Getriebe, Allstrommotor oder Frequenzumrichter!

Schreiber schrieb:
> Weil der nur 3000 Umdrehungen/Minute schafft?!
> Schneller geht nur mit Getriebe

Stimmt, da hast du recht. Trotzdem sollten wir das offtopic jetzt 
beenden.

Schreiber schrieb:
> Der Andere schrieb:
>> Und warum sollte das mit einem Kondensatormotor nicht funktionieren?
>
> Weil der nur 3000 Umdrehungen/Minute schafft?!
> Schneller geht nur mit Getriebe, Allstrommotor oder Frequenzumrichter!

Ab Anfang nächsten Monats sind auch einpolige und halbpolige 
Asynchronmotoren lieferbar, die haben dann 6000rpm bzw 12000rpm.

Harald W. schrieb:
> Das ging im letzten Jahrhundert nur mit drehenden
> Umformern

In der Holzverarbeitung mit Riemenantrieben und entsprechenden 
Übersetzungen.
Das hat durchaus auch Vorteile z.B. bei Tisch/Formatkreissägen, wenn auf 
der Welle kein dicker Motor sitzt kann man eine größere Schnittiefe 
erzielen weil man mit der Welle näher an den Tisch kommt.
Bei Fräsmaschinen decke ich ein weiteres Drehzahlspektrum bei 
gleichzeitig höherem Drehmoment bei langsamen Drehzahlen ab.

Jetzt sind wir aber völlig ot. :-)

hinz schrieb:
> Ab Anfang nächsten Monats sind auch einpolige und halbpolige
> Asynchronmotoren lieferbar, die haben dann 6000rpm bzw 12000rpm.

Wie sollen denn die funktionieren? Gibs dazu irgendwo eine Erklärung 
oder sogar einen Liefernachweis? Klingt jedenfalls interessant.

Harald W. schrieb:
> Früher wollte man derart hohe Drehzahlen gern für Holzbearbeitungs-
> maschinen haben. Das ging im letzten Jahrhundert nur mit drehenden
> Umformern, die damals auch häufiger eingesetzt wurden.

Oder halt mit Gleichstrom-/Allstrommotoren. Kohlebürsten waren einfach 
wechselbar und ein Verschleißteil. Kollektorinstandsetzung wurde meist 
von der örtlichen Ankerwicklerei angeboten.

Schreiber schrieb:
> hinz schrieb:
>> Ab Anfang nächsten Monats sind auch einpolige und halbpolige
>> Asynchronmotoren lieferbar, die haben dann 6000rpm bzw 12000rpm.
>
> Wie sollen denn die funktionieren? Gibs dazu irgendwo eine Erklärung
> oder sogar einen Liefernachweis? Klingt jedenfalls interessant.

Wird am Ostersonntag präsentiert.

Hallo, Sven,

__Nein, mein Motor ist so ein Reihenschlussmotor.
Hätte ich einen Synchronmotor müsste ich mir nur Gedanken um die
Kugellager machen.

Mir nützt nur eine Info ob das jemand bestätigen oder dementieren 
kann.--

Wg. Phasenanschnitt würde ich mir nicht so viele Sorgen wg. vermehrtem 
Abbrand der Kohlen machen. Was die Kohlen eher tötet sind Unwucht im 
Anker, reibender Dreck und Verschleiß im Loslager sowie gnadenlose 
Überlastung und damit lange Funken an den Kohlen. Habe hier gerade eine 
uralte Metabo Handbohrmaschine mit Drehzahlregelung aus einem 
Stahlbaubetrieb bei der ich jetzt zum dritten mal ein neues Gummikabel 
anbringe; das erste mal vor ca.30 Jahren. Das Teil wird täglich benutzt 
und hat noch den ersten Kohlensatz mit gut Fleisch dran.

Gruß, Bernd

hinz schrieb:
> Wird am Ostersonntag präsentiert.

Glaube ich erst, wenn ich es gesehen habe!

Der Andere schrieb:
> Ausserdem ist das alles Offtopic. Nochmal, dem TO geht es darum ob bei
> seinem Allstrommotor aka Reihenschlussmotor bei Phasenanschnittsteuerung
> der Kommutator und die Kohlen stärker verschleißen.
> Ich habe solche Aussagen auch schon gelesen, auch für PWM-Betrieb, habe
> aber weder für noch wider diese Aussage Belege.

Ich kenne diese Bedenken aus diversen Modelleisenbahnforen. Dort wird 
auch oft behauptet, dass ein Umbau älterer Modelle auf "Digital", z.B. 
die Märklinmotoren, bei PWM deutlich schneller verschleissen sollen. 
Scheint mir aber hier wieder ein Fall von "Glaubensfrage" zu sein. Ich 
würde die Phasenanschnittsteuerzng dranhängen und fertig.
Gruß Rainer

Harald W. schrieb:
> Nun, für einen Menschen mit zwei "rechten" Händen sollte der
> Austausch der Kohlen kein grosses Problem sein.

Das sehe ich genau so. Aber es wird eben auch berichtet, dass die 
Rechteckansteuerung die Lager ruiniert und und....
Gruß Rainer

guest...Rainer schrieb:
> Harald W. schrieb:
>> Nun, für einen Menschen mit zwei "rechten" Händen sollte der
>> Austausch der Kohlen kein grosses Problem sein.
>
> Das sehe ich genau so. Aber es wird eben auch berichtet, dass die
> Rechteckansteuerung die Lager ruiniert und und....

Kommt mir aus dem Audiobereich bekannt vor.

Sven schrieb:
> mein Motor ist so ein Reihenschlussmotor.

Die Kommutierung beim Reihenschlussmotor ist unabhängig vom 
Nulldurchgang. Dabei wird im Extremfall der maximale Strom kommutiert. 
Somit bringt eine Phasenanschnittsteuerung keinen höheren Verschleiss 
für die Kohlebürsten. Eine verschlechterte Kühlung durch die geringere 
Drehzahl könnte ein Argument sein. Hingegen gibt es auch weniger 
Kommutierungen.

Mit der TRIAC-Schaltung gibt es zwar stärkere Bürstenabnutzung, aber 
diese läßt sich durch eine gute "Snubberbeschaltung" netzseitig und 
motorseitig deutlich verbessern.
Würde der Motor statt an 230V nur an 110V betrieben, wäre das 
Bürstenfeuer bei halben Strom (viertel Leistung) theoretisch nur halb 
groß. Bezogen auf die Laufzeit, würde es fast doppelt so viele 
Betriebsstunden dauern, bis die Kohlen hinüber sind. Mit Triac wäre es 
dann vielleicht nur 1,5..1,7fache an Betriebstunden.

Bezogen auf die kWh ergäbe sich folgendes Bild:

Nennbetrieb: 800W*2000h=1600 kWh
Triacbetrieb: 200W*2000h*1,7=200W*3400h=680 kWh
(Arbeitspunkt halber Strom, viertel Leistung)

Noch größere Motoren haben die Bürsten um wenige Grad fest versetzt 
angeordnet um beim Nennstrom mit Nenndrehzahl das Bürstenfeuer zu 
minimieren. Diese sollen dann auch nur in vorgegebener Drehrichtung 
betrieben werden. Bei diesen Motoren würde auch mit halben Nennstrom 
betrieben die Bürsten nach den gleichen Betriebsstunden, wie mit 
Nennstrom betrieben verschlissen sein.

Ergebnis: Beide liegen richtig, haben aber doch nicht genau das gleiche 
Kriterium Blick gehabt.

Ich hätte jetzt so was verwendet.

https://www.kemo-electronic.de/images/M028N_1000x750.png

Dieter schrieb:
> Mit der TRIAC-Schaltung gibt es zwar stärkere Bürstenabnutzung...

Warum sollte das so sein? Weil man es "überall" liest?

Der Triac schaltet ein, es kann also schonmal keine Abschaltinduktion 
sein. Der Triac schaltet eine Induktivität, es kann also schonmal kein 
inrush current sein. Der Triac schaltet beide Hälften der 
Wechselspannung, es kann also schonmal kein Abbrand durch 
Gleichstromlichtbogen sein.

Einziger Grund wäre, der Triac schaltet nach Ende der Halbwelle nicht 
gleich wieder ein. Der Strom in der Erregerwicklung will aber 
weiterfließen... nee ist auch Quatsch, der Triac bleibt ja solange 
offen, wie der Strom fließt 
(https://www.turck-duotec.com/files/fotos/berichte/abb4_strom-spannungsverlauf.jpg). 
Sinnvoll wäre hier der Einsatz eines "Snubberless" Triac.

Also, woher kommt die behauptete stärkere Bürstenabnutzung?

Gegenüber dem Betrieb mit exakt gleicher mechanischen Leistungsabgabe 
und Drehzahl des Motors ist das Bürstenfeuer mit Triac höher als mit 
entsprechender (herunter)geregelter sauberen Wechselspannung betrieben.

Obiges Beispiel besagt, dass es sinnvoller ist, statt vier gleiche 
Lüfter über Triac zu Drosseln auf Viertelleistung, es besser ist 
abwechselnd einen von vier zu Lüftern zu betreiben.

Wird ein Lüfter über Triac gedrosselt, dann sinkt seine 
Betriebsstundenzeit nicht unter den Wert vom Nennbetrieb ohne Triac. Es 
wird aber auch nicht die verlängerte Betriebsstundenzahl erreicht wie 
mit herunter geregelten sauberen Wechselspannung.

Auch wenn es nicht wirklich weiterhilft. Ich glaube, dass zumindest die 
Menschen im Modellbahnforum glauben, dass eine Motorsteuerung mit PWM 
eine "ruckartige" Belastung der beweglichen Teile bewirken und deshalb 
die Lager und die Getriebe schneller hinüber sind. Dass das so nicht 
stimmt, ist einem Modellbauer aber nicht beizubringen...selbiges gilt 
auch bei Thyristor oder Triac Ansteuerung!
Gruß Rainer

Dieter schrieb:
> Gegenüber dem Betrieb mit exakt gleicher mechanischen Leistungsabgabe
> und Drehzahl des Motors ist das Bürstenfeuer mit Triac höher als mit
> entsprechender (herunter)geregelter sauberen Wechselspannung betrieben.

Soweit die Behauptung.

Beweise? Physikalisch nachvollziehbare Erklärung? Oder wenigstens eine 
brauchbare Theorie?

Stichwort: Mehr Oberschwingungen.
Die Vorfahren maßen dies mit Lichtsensoren, zeichneten Diagramme und 
rechneten.

Der Einfluss bewegt sich bis höchstens in den niedrigen zweistelligen 
Prozentbereich in sehr ungünstigen Fällen. Mein Beispiel war schon worst 
case.
Also nicht überbewerten. Ruhig den Triac nehmen.

Ich habe den Steller mal angeschlossen in dem Bereich würde ich ihn 
betreiben. Mir ist aufgefallen dass der Steller bei "Vollgas" keinen 
durchgängigen Sinus hat, ist das immer so ?
Und ich dachte die Dinger gehen im Nuldurchgang aus, hier scheint es so 
dass dieser später abschaltet oder gilt das für den Strom ?

Eine Lücke von 2..3V ergäbe sich bereits durch den Triac, weil dieser 
vorher nicht durchschaltet.

Beim Betrieb des Motors sind Strom und Spannung etwas verschoben. Das 
wirkt sich auch auf den Triac aus. Für den Betrieb von Lasten mit 
induktiven Anteilen, unter dieser Betitelung fällt der AC-Motor, gab es 
daher für die Ansteuerungen ein Phasenschieberglied mit einer 
RC-Kombination um dies halbwegs auszugleichen. Zuviel durfte man nicht 
ausgleichen, da sonst beim Hochdrehen des Potis auf Volllast plötzlich 
mit einem Sprung man in den Ausbereich kam.

Super! Bilder von einer realen Schaltung. Interessieren würden mich noch 
Kurven ohne Triac.

Ist es möglich den Motortyp zu ermitteln?

Sven schrieb:
> Mir ist aufgefallen dass der Steller bei "Vollgas" keinen
> durchgängigen Sinus hat, ist das immer so ?

Der Triac benötigt eine Mindestspannung zum Zünden.

Sven schrieb:
> Und ich dachte die Dinger gehen im Nuldurchgang aus, hier scheint es so
> dass dieser später abschaltet oder gilt das für den Strom ?

Der Motor verschiebt als induktive Last den Strom. Damit der Triac 
ausgeht muss sein Strom null werden.

Was ich nicht verstehe, ist der Versatz zwischen den beiden Plateaus 
(siehe Bild). Hat jemand eine Erklärung?

Es steht nur Ametek drauf. Das mit dem Plateu ist mir noch gar nicht 
aufgefallen. Guter Einwand.

Ich habe das hier im Netz gefunden,
Application Note von ST "Improved Universal Motor Drive"
könnte vielleicht ein Indiz sein, also die Temperaturen der Kohlen

https://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0ahUKEwjr-rOi2fXZAhVBLVAKHU4DBC4QFggnMAA&url=http%3A%2F%2Fwww.st.com%2Fresource%2Fen%2Fapplication_note%2Fcd00003829.pdf&usg=AOvVaw1TGNUuXooGS9xnQBX6kmmR

allerdings ist mir nicht ganz de Unterschied von AC Motor zu AC Motor 
mit Gleichrichter klar, ich dachte jeder AC Motor hat sowas. Sonst würde 
er ja nicht immer in die selbe Richtung drehen.

Asche auf mein Haupt, ich muss mich was Elektromotoren angeht, noch 
etwas besser einarbeiten.