Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Warum schafft das Netzteil den Strom nicht?


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von Peter (Gast)


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Hallo,

bei mir gibts eine Lüfterbank mit mehreren 12VDC Lüftern anzutreiben. 
Das hatte ich bislang mit einem starken 12V Netzteil und einem DC 
Wandler auf ca. 7V erledigt (Lüfter sollen langsamer= leiser laufen). 
Soweit so gut. Strom floß dabei (gemessen vor den Lüftern) ca. 1,65A. 
Nun wollte ich die Versorgung durch ein fixes 7V Schaltnetzteil 
ersetzen. Das Modell 
https://www.reichelt.de/schaltnetzteil-open-frame-15-w-7-5-v-2-a-eps-15-7-5-p170923.html?&trstct=pol_0&nbc=1 
sollte mit 2A ausreichen. Doch falsch vermutet: In der Realität bricht 
dessen Spannung auf 4V ein, die Lüfter laufen zu langsam in 
kurzperiodischem Wechsel zwischen zwei leicht variierenden 
Geschwindigkeiten. Preisfrage: Warum reicht das neue Netzteil hier 
nicht?

von Guest (Gast)


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Wenn du die 1,65A an dem 12V Netzteil gemessen hast und nicht nach dem 
Wandler hast du dessen Prinzip vermultich nicht verstanden. Deine Lüfter 
brauchen 20W das sind bei 7V 2,8A.

von Ayk N. (ayk-ohm)


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Guest schrieb:
> Wenn du die 1,65A an dem 12V Netzteil gemessen hast und nicht nach dem
> Wandler hast du dessen Prinzip vermultich nicht verstanden. Deine Lüfter
> brauchen 20W das sind bei 7V 2,8A.

Peter schrieb:
> (gemessen vor den Lüftern)




Ich schätze mal deine Lüfter haben einen zu hohen Anlaufstrom für das 
Netzteil. Du könntest versuchen einen Widerstand (besser NTC) vor die 
Lüfter zu schalten und diesen zu überbrücken sobald sie anlaufen.

von Peter (Gast)


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Guest schrieb:
> Wenn du die 1,65A an dem 12V Netzteil gemessen hast

Peter schrieb:
> Strom floß dabei (gemessen vor den Lüftern) ca. 1,65A.

von Peter (Gast)


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Ayk N. schrieb:
> Ich schätze mal deine Lüfter haben einen zu hohen Anlaufstrom für das
> Netzteil.

Sollte sich das nicht nach kurzer Zeit "hinschaukeln" ?

von Motorenfütterer (Gast)


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Deine Strommessung von 1.7A hast Du bestimmt "in Arbeitsmarkt" gemacht, 
also wenn beim urspr. Setup alle Lüfter auf ihrer 7V-Nenndrehzahl waren.

Nun haben Motoren i.A. die Eigenschaft dass beim Anlaufen viel mehr 
Strom gezogen wird, durchaus das 10-fache oder mehr.
DAS kann dein neues Netzteil nicht liefern.

Zusätzlich 1: elektronische Schaltnetzteile haben zum eigenschutz eine 
eher "harte" Strombegrenzung, d.h. sie gehen bei überlast "sofort(!)" 
mit der Spannung runter.

Zusätzlich 2: du hast mehrere (Lüfter-)Motoren welche unkoordiniert 
Anlaufstelle ziehen und bestimmt auch intern elektronisch kommutiert 
sind (Brushless) also auch irgendwie geregelt.
Leider sind mehrere unabhängige Regler welche gegeneinander arbeiten 
(Spannungsregler im NT vs. El.Kommutierung in Motor1 vs. El.Kommutierung 
in Motor2 vs. Mot3 vs. Mot4 vs....) Ganz allgemein eine sehr schlechte 
Konstellation, was ziemlich voraussagbar war das dies schwingt wie Du es 
nun beobachten kannst.
"Hinschaukeln" wäre ein Zufall, spätestens nach etwas Alterung der 
beteiligten Bauteile "läuft das Weg" und du stehst wieder
m Anfang.

Lösungsansatz 1: "überlasttaugliche" Stromversorgung
Baue Dir ein konventionelles Trafo+Gleichrichter+Siebung-Netzteil für 
ca. 7V 2A(vmt besser 3A) also Rund 25W. Solche nehmen kurzzeitige 
Überlast (Anlaufen aller Lüfter) nicht übel.

Lösungsansatz 2: Leistungsfähigeres Schaltnetzteil
Kaufe also ein kräftigeres SNT, eher so im Bereich 50..60W, welches 
passender Anlaufstrom zu liefern vermag. Die genaue Wahl ist hier 
schwierig weil es vom spezifischen Überlastverhalten des SNT abhängt. 
Versuche könnten durchaus auch ein 40W Modell zutage fördern welches 
passt...

Lösungsansatz 3: Lüfter sequenziert nacheinander anlaufen lassen
Eine mehrstufige Zeitschaltung schaltet die Lüfter einzeln nacheinander 
ein, sodas das jetztige neue Netzteil einzelne Anlaufströme liefern mag.
Kritisch wird es mit den letzten paar Lüftern: weil bereits ein Teil der 
Stromlierfähigkeit des NTs durch die bereits laufenden Lüfter nicht mehr 
zur Verfügung steht, kann sich das NT als definitiv zu schwach für Dein 
Vorhaben entpuppen.
Ev. helfen auch zur Anlaufzeit temporär zugeschaltete Vorwiderstände, 
insbes. bei den letzten paar Lüfter, was aber deren Anlaufzeit 
verlängert und die Zeitschalung weiter verkompliziert.

Viel Erfolg!

von Motorenfütterer (Gast)


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*"im Arbeitspunkt"

von Jörg R. (solar77)


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Dein Messung von 1,65A bezieht sich auf 7V Versorgungsspannung. Das 
gekaufte NT hat 7,5V, dadurch ist der Strom auch höher. Dein NT ist mit 
2A max. Strom zudem auf Kante genäht.

von Peter (Gast)


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Motorenfütterer schrieb:
> Deine Strommessung von 1.7A hast Du bestimmt "in Arbeitsmarkt"
> gemacht, also wenn beim urspr. Setup alle Lüfter auf ihrer
> 7V-Nenndrehzahl waren.

Stimmt.

> Zusätzlich 1: elektronische Schaltnetzteile haben zum eigenschutz eine
> eher "harte" Strombegrenzung, d.h. sie gehen bei überlast "sofort(!)"
> mit der Spannung runter

Ok

> Zusätzlich 2: du hast mehrere (Lüfter-)Motoren welche unkoordiniert
> Anlaufstrom ziehen

Ja und es sind sogar derer acht Stück.

> Lösungsansatz 2: Leistungsfähigeres Schaltnetzteil
> Kaufe also ein kräftigeres SNT, eher so im Bereich 50..60W, welches
> passender Anlaufstrom zu liefern vermag.

Werde ich wählen.

> Die genaue Wahl ist hier
> schwierig

Ich werde das nächststärkere mit 4,7A Dauerstrom ausprobieren.

Prima, danke für die gehaltvolle Antwort, da habe ich mich wohl ziemlich 
verschätzt.

Jörg R. schrieb:
> Dein Messung von 1,65A bezieht sich auf 7V Versorgungsspannung.
> Das gekaufte NT hat 7,5V, dadurch ist der Strom auch höher. Dein NT ist
> mit 2A max. Strom zudem auf Kante genäht.

Ich hatte noch mit etwas Sicherheitsreserve spekuliert 😉

von Motorenfütterer (Gast)


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>
> Ich hatte noch mit etwas Sicherheitsreserve spekuliert 😉

In diesem Setup ist die Sicherheitsreserve das was über die Summe aller 
Maximalen Anlaufströme aller 8 Lüftermotoren hinausgehen würde, nicht 
das was über den Strombedarf im Arbeitspunkt geht.

Die Alterung von NT (staubt zu = kühlt weniger, Elkos verringern in 
ihrer Kapazität) und Lüfters (stauben zu, Lagerfett fliesst weg oder/und 
verharzt) wird die Situation bzg. Anlaufstrom nicht zum besseren 
verschieben, im Gegenteil.

Ev. bist Du auch besser dran, wenn Du mehrere NTs mit je weniger Lüfter 
dran verbaust.
(besser= Ausfallrisiko gruppiert, womöglich auch ökonomisch)

Bei n Lüfter an 1 "dicken" NT könnte auch eine einfache Zeitschaltung 
wirksam sein, die über n Relaiskontakte (an 1 Relais oder in Summe an 
mehreren) erst 3...6s nach einschalten pro Lüfter individuelle 
Vorwiderstände überbrückt, also nach der Anlaufzeit.

von Peter (Gast)


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Motorenfütterer schrieb:
> Ich hatte noch mit etwas Sicherheitsreserve spekuliert 😉
>
> In diesem Setup ist die Sicherheitsreserve

gemeint hatte ich evt. vorhandenen Spielraum bei der 
Netzteil-Spezifikation. Die Spannung lässt sich am 15W NT übrigens über 
ca. 1V abändern (6,8 bis knapp 8V). Hat aber nichts geholfen.

> Die Alterung von NT (staubt zu = kühlt weniger, Elkos verringern in
> ihrer Kapazität) und Lüfters (stauben zu, Lagerfett fliesst weg oder/und
> verharzt) wird die Situation bzg. Anlaufstrom nicht zum besseren
> verschieben, im Gegenteil.

Die Lüfter sind in dieser Hinsicht auch schon ein wenig strapaziert. Sie 
werden ggf. getauscht.

> Ev. bist Du auch besser dran, wenn Du mehrere NTs mit je weniger Lüfter
> dran verbaust.
> (besser= Ausfallrisiko gruppiert, womöglich auch ökonomisch)

Mag sein aber das kommt überhaupt nicht in Frage.
Ausgangspunkt meines Wechsel-Gedankens von altem 12V SNT + 7V DC Wandler 
gleich zu einem 7V SNT ist effizienterer Betrieb auf möglichst wenig(er) 
Volumen wegen beengter Platzverhältnisse. Was mit der alten Lösung 
möglich war sollte eine neue nicht übertreffen.
Nachdem das 15W Netzteil immerhin alle Lüfter in Bewegung setzte wenn 
auch etwas langsam sollte die doppelte Leistung dann schon langen. Bei 
noch größeren Netzteilen verschlechtere ich den Platzbedarf zur jetzigen 
Lösung- und das wär definitiv keine.

> Bei n Lüfter an 1 "dicken" NT könnte auch eine einfache Zeitschaltung
> wirksam sein, die über n Relaiskontakte (an 1 Relais oder in Summe an
> mehreren) erst 3...6s nach einschalten pro Lüfter individuelle
> Vorwiderstände überbrückt, also nach der Anlaufzeit.

Um Himmels willen.

von Harald W. (wilhelms)


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Motorenfütterer schrieb:

>> Ich hatte noch mit etwas Sicherheitsreserve spekuliert 😉
>
> In diesem Setup ist die Sicherheitsreserve das was über die Summe aller
> Maximalen Anlaufströme aller 8 Lüftermotoren hinausgehen würde, nicht
> das was über den Strombedarf im Arbeitspunkt geht.

"Früher" hatten die typischen (Eisen-)Trafonetzteile nie Probleme
mit Einschaltströmen, da diese kurzzeitig stark überlastet werden
können, ohne das dort Schäden auftreten. Leider läuft das heutzu-
tage mit Schaltnetzteilen ganz anders. Das ist wohl noch nicht in
allen Köpfen angekommen.

von Peter (Gast)


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Peter schrieb:
> zur jetzigen
> Lösung

gemeint war die ursprüngliche mit DC Wandler

von Peter (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Das ist wohl noch nicht in
> allen Köpfen angekommen.

Offensichtlich 🙊 Auf gewisse Einschalt-Reserven hatte ich aber schon 
gehofft, hier aber definitiv zuviel erwartet.

von Motorenfütterer (Gast)


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>> Bei n Lüfter an 1 "dicken" NT könnte auch eine einfache Zeitschaltung
>> wirksam sein, die über n Relaiskontakte (an 1 Relais oder in Summe an
>> mehreren) erst 3...6s nach einschalten pro Lüfter individuelle
>> Vorwiderstände überbrückt, also nach der Anlaufzeit.
>
> Um Himmels willen.

Naja, das führt bei SNTs mit "harter" Strombegrenzung eben in die 
Richtung was ich oben zu Trafonetzteile schrieb und Harald eben 
wiederholt hat.

Viele Motoren (8 sind viele) gleichzeitig anlaufen zu lassen braucht nun 
mal Hirnschmalz oder Tricks, besonders bei Beschränkung(en) 
irgendwelcher Art (Stromwert nicht überschreiten, limitierter Platz, 
usw.)
Das hängt letztlich davon ab, wieviele verschiedene NTs dir zum 
evaluieren zur Verfügung stehen und welche (Über-)Stromverhalten diese 
haben.
Ist halt ein tradeoff zwischen NT-Leistung und wann+wieoft diese 
tatsächlich gebraucht wird.
Ein SNT arbeitet i.A. nicht bei jedem Teilstrom mit seinem maximalen 
Wirkungsgrad: das ist meist nur im obersten Viertel seiner Leistung so.
Der unterste Viertel der nominalen Last/Strom ist der schwierigste; wenn 
der Arbeitspunkt aller 8 Lüfter sich hier einpendelt und das SNT sein 
schlechtester Wirkungsgrad hier auslebt, landest Du durchaus beim 
genauen Gegenteil von was Du anstrebtest, bzgl. Gesamtwirkungsgrad und 
oder Gesamtverlustleistung.

Rechne UND verifiziere durch Messungen da genau!

Aber lass es, wenn Du nicht willst, resp. wenn Du dir eines anderen 
Lösungswegs sicher bist resp. einen für Dich zufriedenstellenden 
findest.

von Peter (Gast)


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Motorenfütterer schrieb:
> Rechne UND verifiziere durch Messungen da genau!
>
> Aber lass es, wenn Du nicht willst, resp. wenn Du dir eines anderen
> Lösungswegs sicher bist resp. einen für Dich zufriedenstellenden
> findest.

Wenn die Ventilatoren mal laufen dann für eine Weile.
Der kritische Einschaltmoment ist nicht allzu häufig, vielleicht maximal 
zweimal täglich.
Ich denke und hoffe (als Nicht-Motor-Profi), daß (gewohntes) 
Lüfterverhalten, erwartbare Dauer-Stromaufnahme und NT Erwärmungsgrad 
ausreichende Anhaltspunkte für die ausreichende Dimensionierung sind !? 
Immerhin habe ich den Vergleich zur alten, langjährig funktionierenden 
Lösung.

von Motorenfütterer (Gast)


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Peter schrieb:
> Motorenfütterer schrieb:
>> Rechne UND verifiziere durch Messungen da genau!
>>
>> Aber lass es, wenn Du nicht willst, resp. wenn Du dir eines anderen
>> Lösungswegs sicher bist resp. einen für Dich zufriedenstellenden
>> findest.
>
> Wenn die Ventilatoren mal laufen dann für eine Weile.
> Der kritische Einschaltmoment ist nicht allzu häufig, vielleicht maximal
> zweimal täglich.

Eben deswegen: für nur 2x täglich 30s Anlaufzeit=Kurzzeitüberstrom ein 
(S)NT mit wieviel Leistungsreserve bezahlen? Es Arbeitet dann 99% der 
Zeit bei welchem Wirkungsgrad? Bei wieviel tatsächlicher 
Verlustleistung?

> Ich denke und hoffe (als Nicht-Motor-Profi), daß (gewohntes)
> Lüfterverhalten, erwartbare Dauer-Stromaufnahme und NT Erwärmungsgrad
> ausreichende Anhaltspunkte für die ausreichende Dimensionierung sind !?

Ja.
Aber bitte NUR in faktischen Zahlen statt mit (Nicht-Motor- und 
ebenfalls Nicht-NT-Profi)Bauchgefühl & Handauflegen.

> Immerhin habe ich den Vergleich zur alten, langjährig funktionierenden
> Lösung.
Das ist hervorragend als Ausgangslage. Wenn sie auch noch funktioniert 
können ev. verpasste Messungen auch später nachgeholt werden um 
Vergleich zu ziehen.

von Peter (Gast)


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Motorenfütterer schrieb:
> Eben deswegen: für nur 2x täglich 30s Anlaufzeit=Kurzzeitüberstrom ein
> (S)NT mit wieviel Leistungsreserve bezahlen? Es Arbeitet dann 99% der
> Zeit bei welchem Wirkungsgrad? Bei wieviel tatsächlicher
> Verlustleistung?

Verstanden. Deshalb rüste ich jetzt mal mit (nur) doppelter Leistung 
vorsichtig auf ...

> Der unterste Viertel der nominalen Last/Strom ist der schwierigste

und ich bin vorsichtig optimistisch, dann da drüber zu bleiben 🙏

von 2 Cent (Gast)


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Peter schrieb:
> Die Lüfter sind in dieser Hinsicht auch schon ein wenig strapaziert. Sie
> werden ggf. getauscht.
Alternativer Vorhergedanke: falls du wirklich alle acht Stück tauschen 
willst (deren Zustand kannst nur du selbst beeurteilen) alternativ 
gleich gegen leistungsschwächere, und damit an 12V leisere Lüfter 
ersetzen, und bei deinem (weniger exotischem und vorhandenem) 12V-NT 
bleiben.

Beitrag #6278108 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Franz (Gast)


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Und wenn man die Lüfter nacheinander per µC zuschaltet?

aus der Bastelkiste:
 1 µC
 8 Mosfets
 8 Dioden
 1 Spannungsregler + zugehörige Kondensatoren

Beitrag #6281686 wurde von einem Moderator gelöscht.

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