Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Fräsmotor nutzen in Japan


von Stefan (dreher1872)


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Sehr geehrte Damen und Herren,

vorab frohes neues Jahr. 😊

Dadurch, dass ich in diesem Forum schon ausgezeichnete Erfahrungen 
gemacht habe. Würde ich gerne noch einmal ein Thema, das mich in den 
vergangenen Tagen beschäftigt, mit euch teilen.

Wichtig: Ich habe wenig Ahnung von Elektronik.

Also, ich habe eine kleine CNC-Fräsmaschine von der Firma Stepcraft, und 
zwar die M500.

Diese Fräsmaschine möchte ich in Japan nutzen.

Der Maschinenhersteller bietet einen Fräsmotor für den amerikanischen 
und europäischen Markt an, allerdings nicht für den japanischen.

Der amerikanische Fräsmotor, den ich aktuell mit einem Spannungswandler 
nutze, wird mit 120 Volt und einer Frequenz von 60 Hz betrieben. (siehe 
Bild)

In Japan liegt die Spannung bei 100 Volt und in dem Gebiet, wo ich sie 
einsetzen möchte, habe ich eine Frequenz von 50 Hz.

Bevor ich die Maschine in Japan betreibe, würde ich gerne vorerst die 
Maschine hier testen, mit der entsprechenden Frequenz sowie der 
Spannung.

Wie kann ich die Maschine hier vor Ort testen, um sicherzustellen, dass 
der Fräsmotor in Japan funktioniert?

Ich bedanke mich im Voraus. 

: Verschoben durch Moderator
von Vanye R. (vanye_rijan)


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50Hz kommen aus der Steckdose. Fuer die 100V brauchst du einen Trafo. 
Eigentlich keine grosse Sache.

Vanye

von Carsten S. (dg3ycs)


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Stefan schrieb:

> Bevor ich die Maschine in Japan betreibe, würde ich gerne vorerst die
> Maschine hier testen, mit der entsprechenden Frequenz sowie der
> Spannung.
>
> Wie kann ich die Maschine hier vor Ort testen, um sicherzustellen, dass
> der Fräsmotor in Japan funktioniert?
>
> Ich bedanke mich im Voraus. 

Wo ist "Hier"?
Wenn in Europa oder einer anderen Gegend mit 50v Netz:
Am einfachsten mit ein Stelltrafo. Bei modellen ohne galvanische 
Trennung (Spartrafo) ist ein Strom von 10A nicht zu exotisch, geht noch 
bei kompakter Bauform.
Zu kaufen nicht all zu teuer, bei vielen Elektronikern auch irgendwo in 
der Ecke stehen.

Damit die Spannung auf 100v einstellen und dann Motor eine ganze Zeit 
unter last laufen lassen. Je nach dem welches Motorprinzip vorliegt und 
wie sehr der auf Kante genäht ist, kann es gut sein das er mit 50Hz 
klarkommt oder auch nicht.
(Bei nicht wird er auch laufen, aber zu schnell zu heisst werden)

Gruß
Carsten

von Daniel P. (kenny123)


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Hi,

von mir auch ein schönes neues Jahr.

Stefan schrieb:
> Der amerikanische Fräsmotor, den ich aktuell mit einem Spannungswandler
> nutze, wird mit 120 Volt und einer Frequenz von 60 Hz betrieben. (siehe
> Bild)

Das ist nur das Typenschild der Frässpindel. D.h. der Motor hätte gerne 
120V bei 60Hz. Interessanter wäre welchen Spannungswandler du benutzt.
Wenn es nur ein Transformator ist, der von ~230V auf 120V transformiert, 
dann benützt du den Motor schon immer bei 50Hz.

Wenn du wirklich sicherstellen willst, dass die Frässpindel auch bei 
100V funktioniert, dann wäre das einfachste ein Stelltransformator.

MfG, Daniel

von DAVID B. (bastler-david)


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Ich beuge mich mal weit aus dem Fenster und sage der wird genau so 
laufen.
Wenn auch nicht mit voller Leistung vielleicht bissel langsamer / 
Schwächer.

von Jens G. (jensig)


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DAVID B. schrieb:
> Ich beuge mich mal weit aus dem Fenster und sage der wird genau so
> laufen.
> Wenn auch nicht mit voller Leistung vielleicht bissel langsamer /
> Schwächer.

Denke ich auch, wenn der Motor direkt aus der AC betrieben wird. Wenn 
der Motor mit 50Hz statt 60Hz betrieben wird (1/6 weniger), dann würde 
der zwar magnetisch stärker in die Sättigung gehen, aber dafür ist ja 
auch die Spannung 1/6 weniger, womit beide Effekte sich 100%ig aufheben 
dürften.
Dass er dann natürlich nicht mehr dieselbe Kraft/Drehzahl hat, dürfte 
klar sein, aber das war ja nicht die Frage.
Wenn dagegen ein Frequenzumrichter dazwischen ist, dann sieht es 
natürlich u.U. ganz anders aus.

von Jobst M. (jobstens-de)


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Stefan schrieb:
> Der amerikanische Fräsmotor, den ich aktuell mit einem Spannungswandler
> nutze, wird mit 120 Volt und einer Frequenz von 60 Hz betrieben.

Und was kann/benötigt der Spannungswandler?

Gruß
Jobst

von Stefan (dreher1872)


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https://www.amazon.de/2000W-PEAK-Volt-Spannungswandler-Ringkern-Transformator/dp/B081X2R2SP/ref=sr_1_4?crid=S7IKXRPWSZQH&dib=eyJ2IjoiMSJ9.NnFj6hJBqH0AM4X-Ea0FmsCCvFqvjEfoiWJ8w9NYGhQTxWLOi8WD092ChSJnugAsJ8PfgZ6XeaJEog6YJr-Vmv28TFSQ11LhX7AlOvRZ9konPEe9iDY-N3IUmMxC9tbNVaf92mhMBJEk-h0a-u602u9pjY5h5Xo77Q5R5wN1G9o3X0aRUcmxh05AafEypANLgdXaYFHzqhBU4ROoazte3fuFeNVX0yF9swhTqcUSIYI.ljG9RPGjWb3svMESS_SeJBRaMUHgbm-eSQAHYXXm0LQ&dib_tag=se&keywords=spannungswandler+220v+auf+110v%2C+2000+watt&nsdOptOutParam=true&qid=1733839053&sprefix=spannungswandler+2000+watt+110%2Caps%2C91&sr=8-4#customerReviews

Diesen Spannungswandler nutze ich aktuell.
Ich merke wieder, dass es eine gute Entscheidung war, euch zu fragen. 
Das ist doch klar 50 Hz nutze ich ja, das bedeutet über die Frequenz 
sollte ich mir keine Sorge machen. Wenn der Spannungswandler 110 Volt 
Output hat, wird die Frässpindel bei 100 Volt auch funktionieren, oder?

Wenn ich zu 100 % sichergehen will, müsste ich mir so wie ich es 
verstanden habe einen Stelltransformator besorgen, ist das richtig?

Danke, Danke, Danke an alle!

von Matthias S. (dachs)


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Jens G. schrieb:
> Dass er dann natürlich nicht mehr dieselbe Kraft/Drehzahl hat, dürfte
> klar sein

Drehzahl ja, aber die Kraft wird ja im wesentlichen von der Särke des 
Magnetfeldes bestimmt und die hängt im wesentlichen vom Strom ab.

Dessen Wert wird aber wegen 1/6 weniger Frequenz und 1/6 weniger 
Spannung dem Wert bei 120V/60Hz sehr nahe kommen.

von Dietrich L. (dietrichl)


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Stefan schrieb:
> Ich merke wieder, dass es eine gute Entscheidung war, euch zu fragen.
> Das ist doch klar 50 Hz nutze ich

Nein, klar ist es nicht. Denn es hätte ja auch sein können, dass dein 
Spannungswandler ein Frequenzumrichter ist.

von Stefan (dreher1872)


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Matthias S. schrieb:
> Jens G. schrieb:

> Dessen Wert wird aber wegen 1/6 weniger Frequenz und 1/6 weniger
> Spannung dem Wert bei 120V/60Hz sehr nahe kommen.

Kann man einschätzen, ob die Lebensdauer der Spindel dadurch leiden 
wird?
Ich gehe davon aus, dass ich die Frässpindel ungefähr 6 Stunden / Tag 
mit kurzen Unterbrechungen am Stück laufen lassen werde.

von Peter R. (pnu)


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Stefan schrieb:
> In Japan liegt die Spannung bei 100 Volt und in dem Gebiet, wo ich sie
> einsetzen möchte, habe ich eine Frequenz von 50 Hz.

Für das Eisen der Trafos und er Motore bedeuten die 50 Hz eine um 60/50 
höhere Magnetisierung (bzw. Beanspruchung).

Wenn die Wicklungen großzügig ausgelegt sind, macht das nichts aus.

Kontrolle: der Magnetisierungsstrom (Leerlaufstrom)der Trafos oder 
Motoren sollte bei  50Hz nicht wesentlich mehr als um den Faktor 6/5 
ansteigen gegenüber dem Wert bei 60Hz.

Das andre ist die Leistung: Bei der niedrigeren Spannung muss die 
notwendige Leistung an der Spindel mit entsprechend höherem Strom 
erbracht werden. Das bedeutet bei der niedrigeren Spannung eine 
Erwärmung der Wicklungen durch den Strom um den Faktor 6/5 im Quadrat, 
also 36/25.

Beide Abweichungen von 120 und 60  auf 100 und 50 bedingen also eine 
höhere Belastung, bezogen auf die Leistung an der Frässpindel.

Es hängt also davon ab, wie großzügig die Kühlung bzw. die 
Leistungsbegrenzung ausgelegt ist, ob bei zähem Material, stumpfer 
Schneide des Fräsers usw. ein Trafo oder ein Motor überhitzt wird.

von Walter T. (nicolas)


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Stefan schrieb:
> Bevor ich die Maschine in Japan betreibe, würde ich gerne vorerst die
> Maschine hier testen, mit der entsprechenden Frequenz sowie der
> Spannung.

Klingt nach einer Schnappsidee.

Die Spindel wird bei 100V/50 Hz wahrscheinlich funktionieren. Sollte sie 
wider erwarten durchbrennen, musst Du "dort" sowieso eine neue kaufen.

Sollte Dein Test zeigen, dass sie dort funktioniert, hast Du das Geld 
für den Variac völlig umsonst bezahlt.

Sollte Dein Test zeigen, dass sie dort nicht funktioniert und 
durchbrennt, hast Du zusätzlich zur neuen Spindel auch noch das Geld für 
den Variac bezahlt.

von Peter R. (pnu)


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Beim Durchlesen komm ich aber auf den Schluss: die Änderung auf 50Hz und 
auf 100V heben sich gegenseitig auf, für das Eisen der Trafos.

Dagegen die Änderung von 120V auf 100 V verringert die zur Verfügung 
stehende Leistungsgrenze.

Dazu kommt noch, dass ein evtl. für eine Kühlgebläse genutzter Motor 
natürlich bei 50Hz geringer kühlt als bei 60Hz.

von Matthias S. (dachs)


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Peter R. schrieb:
> Das andre ist die Leistung: Bei der niedrigeren Spannung muss die
> notwendige Leistung an der Spindel mit entsprechend höherem Strom
> erbracht werden.

Nein, mechanische Leistung ist ja Drehzahl * Drehmoment

Die Drehzahl wird wegen der langsameren Rotation des Magnetfeldes nur 
50/60 der Nenndrehzahl sein.
Da wie oben überschlagen der Strom etwa gleich bleiben wird, wird auch 
ca. 50/60 der Leistung erreicht werden.

Für Effekte auf Erwärmung wird nur ein eventuell fest montiertes 
Lüfterrad auf dem Spindelmotor wirksam, das 50/60 der Drehzahl hat.
Wenn es einen extra angetriebenen Lüfter gibt, muss man dessen Drehzahl 
und Einfluss betrachten.

von Peter R. (pnu)


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Matthias S. schrieb:
> Die Drehzahl wird wegen der langsameren Rotation des Magnetfeldes nur
> 50/60 der Nenndrehzahl sein.

Na, wollen wir nicht streiten: die Drehzahl des Spindelmotors wird kaum 
von der Frequenz 50/60 abhängen, das wird eher ein Kollektormotor sein.

Da könnte man noch überlegen, ob die Induktivität der Wicklung im Motor

Letzten Endes hängt es von den Überlastungsreserven des Geräts ab.

Der Spruch von Nicolas wird den wahren Sachverhalt wohl treffen.

von Matthias S. (dachs)


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Peter R. schrieb:
> das wird eher ein Kollektormotor sein.

Da bin ich nicht von ausgegangen. Aber es ist noch weniger vorhersagbar:
https://shop.stepcraft-systems.com/Fraesspindel-MM-1000-DI-EU-mit-externer-Drehzahlreglung
sagt unter anderem:

- Digital-Elektronik mit konstanter Drehzahl unter Last, Sanftanlauf und 
Überlastungsmelder mit LED-Statusanzeige

Was diese Elektronik macht, weiss nur der Entwickler, das wird auch 
Stepcraft nicht sicher beantworten können.

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