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Thema: Starker Transformator für CNC

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist Avatar von erik_wolfram
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    Starker Transformator für CNC

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    Hallo,

    erstaunlicher Weise konnte ich nichts passendes in der Suche zu diesem Thema finden und musste ein neues aufmachen - folgendes Problem:

    Die Teile für meine CNC sind soweit alle da, lediglich eine passende Spannungsversorgung fehlt mir.

    Schaltnetzteile kann ich auf Grund der hohen benötigten Leistung (und dem entsprechenden Preis) wohl ausschließen.

    Zum System:

    Maschine: MicroMill Sieg X1 Super, vorbereitet für Stepper-Anbau
    Stepper: Nanotec 1,8° 4A 1,9Nm (3 Vorhanden, 1x zusätzlich geplant)
    Endstufen: Leadshine ND556 4A (3 Vorhanden, 1x zusätzlich geplant)
    Spindel: ist in Planung, vermutlich Brushless mit 150W 6000U/min

    Hauptsächlich geht es mir hier um eine ausgereifte Steuerung, dass die X1 etwas zu schwach für die Schrittmotoren ist, ist mir klar - möchte die Maschine aber erstmal am laufen haben um zu sehen wieviel ich damit anfangen kann!

    Nun zur benötigten Leistung:
    Rechnerisch komme ich laut einer gefunden Formel: M * U/s * 6,28 bei 0,75% auf eine Leistung von 200W pro Schrittmotor - bei 3 aktiven Steppern machts das schonmal 600W (4. steht / wird mal aus der Rechnung ausgelassen)
    Hinzu kommt dann die Spindel mit nochmals 150W
    -> das macht dann im Gesamten 750W!

    Benötigen möchte/tue ich ca 40-max 50V also bräuchte ich einen Transformator mit 2 x 12 V / 1 x 24V was dann ca. 42V ergeben würde.

    Bisher habe ich nur einen entprechenden Ringkerntrafo bei Reichelt gefunden - der liegt bei 82€ (ich weiß, 10Kg Kupfer haben ihren Preis)

    Aber könnte mir vielleicht der ein oder andere einen hilfreichen Hinweis zu einer Bezugsquelle nennen oder mich eines besseren belehren?

    MFG erik

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    In diesem Thread unter Verkäufe war gerade gestern (?) jemand der
    einen 1500 W Travo für ~20 Euro verkaufen wollte....

  3. #3
    Gast
    Gerade wegen der großen Leistung sollte man ein Schaltnetzteil in Betracht ziehen.

    Bei einem größeren Netzteil mit Trafo muß man sich gedanken machen über den Einschaltstrom und den Leistungsfaktor. Das macht die Schaltung um einiges Komplizierter, und für ein 600 W Netzteil wird sonst auch schon mal ein 900 VA Trafo gebraucht.

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist Avatar von erik_wolfram
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    @Richard:
    danke, aber der Trafo ist mir mit 48V nen bisl hoch.

    @Gast:
    diesen Problem habe ich ganz außer Acht gelassen, der Einschaltstrom bei einem 800W Trafo ist ja enorm... aber die Schaltnetzteile (die ich bisher gesehen habe) waren bezüglich der Einschaltströme auch relativ hoch und gehen mit der Leistung etwas außerhalb meiner Preisklasse ...

    kennt denn vielleicht jemand eine günstige Abhilfe um solch einen Trafo zu betreiben? Habe schon von spezieller Elektronik und speziellen Relais für diese Zwecke gelesen, aber noch nichts diskretes gefunden.

    MFG erik

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Den Einschaltstrom von Trafos kreigt man auf 2 Weisen runter. Die erste ist ein Spezieller Schalter mit Triac, der genau zum richtigen Zeitpunkt einschaltet und ggf. den Trafo vorher entmagnetisiert.
    Die einfachere Methode ist ein Vorwiderstand ( z.B. 10 Ohm), der dann nach einer kleinen Verzögerung (z.B. 1/5 Sekunde) per Relais/Schütz überbrückt wird. Den Vorteil den man bei einem Trafo hat, ist das man kurzzeitig auch mal mehr Leistung ziehen kann - bei den SNT ist da wenig kurzzeitreserve dirn.

    Die 2 ten Methode ist auch bei größeren Schaltnetzteilen geeignet, und ist teils auch so drin.

    Man muß auchsehen, das ein Schaltnetzteil mehr als nur den Traf ersetzt. Zum Trafo bräuchte man noch den Gleichrichter, große Elkos und eine Drossel, und hat dann immer noch keine stabile Spannung. Wenn man sich die PFC Schaltung spart (nach den neuen Regeln nicht mehr zulässig), muß man den trafo auch um etwa den Faktor 1,5 größer wählen.

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist Avatar von erik_wolfram
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    Schönen guten Abend,
    sowas in der Richtung habe ich gelesen, überlebt den solch ein Widerstand auf Dauer den "kurzen Kurzschluss"?

    Aber mal etwas anderes:

    Wie kommen einige Internet Shops's darauf, die von mir verwendeten Komponenten mit einem 48V 320W Netzteil zu versorgen und noch von der Möglichkeit einer 4. Achse zu sprechen?
    Die Leistungsberechnung ist klar, aber gibt es da noch Richtwert zur Bestimmung der benötigten (statt der maximalen) Leistung?

    Grundsätzlich denke ich, dass meine Schrittmotoren ein bisschen überdemensioniert sind, deshalb wäre eine Minderung des Stroms denkbar um die maximal benötigte Leistung zu drosseln.

    Aber immernoch fehlt mir ein Ansatz, in welche Richtung ich tendieren soll...
    Schaltnetzteile 48V 600W wären preislich noch verkraftbar und evlt. noch vom Einschaltstrom tollerierbar, andererseits hatte ich mir schon Elkos, Gleichrichter und Zubehör bestellt...

  7. #7
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    moin moin,

    >> Leistung von 200W pro Schrittmotor

    dann rauchen die aber schon!

    Ich nutze auch 1,9Nm Motore mit TB6560AHQ und 24V. Im Leerlauf liegt die Stromaufnahme bei ca. 0,45A je Motor. Wird der Motor bei konstanter Schrittgeschwindigkeit bis fast zum Stillstand/Schrittverlust belastet, steigt die Stromaufnahme auf ca. 1A je Motor.

    Bei einem "ordendlichen" Schaltnetzteil erwarte ich eine vorhandene Einschaltstrombegrenzung.
    Aus der Bucht habe ich mir für 5Öken ein Schaltnetzteil 24V/12A gefischt.
    Achte mal auf:
    http://shop.ebay.de/blaukalle/m.html..._from=&_ipg=25

    Mit Gruß
    Peter

  8. #8
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    Es gibt schon Widerstände, die den kurzen Puls mit hohem Strom vertragen. Der Widerstand wird dann aber eher etwas größer sein, etwa so wie ein 10 W Drahtwiderstand.
    Wirklich hoch ist der Strom ja nur für höchstens 1-2 Halbwellen. Wenn das dann für 10 ms mal 20 A und 230 V sind, sind das auch nur 46 J. Ein Widerstand von etwa 10 g Gewicht wird davon halt rund 5 Grad wärmer.
    Danach nochmal rund 5 A *50 V = 250 W für vielleicht 1/5s sind auch nur 50 J dazu. Auch wenn es etwas länger dauert, ist da noch Reserve.


    Bei der Leistungsberechnung über das Drehmoment sollte man berücksichtigen, das bei den Motoren oft das maximale Drehmoment im Stillstand angegeben ist. Bei höheren Drehzahlen wird es winiger, und man muß auch etwas Reserve lassen, sonst ist man ja schon an der Grenze zu Schrittverlusten. Viel mehr als die Hälfte des maximalen Drehmonents würde ich nicht nutzen wollen. Entsprechend hätte man einiges weniger an Leistung.

    Es kommt aber kaum vor das auch nur 2 Motoren gleichzeitig die volle Leistung brauchen. Wenn es knapp wird müßte man dann notfalls die Geschwindigkeit etwas begrenzen, so das man z.B. diagnal auch nicht schneller wird als entlang einer Achse.

    Wenn die Leistung knapp wird, könnte man immer noch die Spindel ggf. über ein extra Netzteil versorgen.

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist Avatar von erik_wolfram
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    Ok, danke für die Belehrung

    das mit der Leistung stimmt wohl, habe mittlerweile auch gelesen, dass ich bei den 4A Steppern ordentlich reserve habe - demnach sollte ich mit einem 600W Schaltnetzteil ganz richtig liegen - und wie gesagt - für die Spindel habe ich dann ja immernoch ein separates Netzteil als Option...

    Danke für die Hilfe,
    Ich werde mal einfach gucken wo ich ein 600W Netzteil günstig bekomme.

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist Avatar von erik_wolfram
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    Hallo, nochmal ich!

    heute bin ich im Bezug auf dieses Thema auf eine interessante Einschaltstrom-Begrenzungs-Schaltung gestoßen. Diese ist mit einem Relais und einem NTC relativ einfach gehalten. Das gab mir wieder zu denken, doch zu einem Trafo zu greifen.

    Zum Verständnis habe ich mal ein Schaltplan erstellt:
    Bild

    Bei C* habe ich auch passende Bauteile gefunden, doch die angebotenen NTC's fallen von den Eckdaten recht knapp aus (5 Ohm, 5 A). Leider habe ich keine genauen Daten zum Primär-Spulenwiderstand des Trafos um den Kurzschlussstrom und die Belastung des NTC's zu berechnen. Ebenfalls entfällt so die Einbeziehung der Elkos - hier stände aber auch ein separates Zuschalten als Option im Raum.

    Haltet Ihr die Schaltung als Brauchbar?

    (Ich bin gerne bereit Umwege zu gehen solange diese nicht zu groß sind und ich die Möglichkeit habe zuzulernen - schließlich soll das ein "Lernprojekt" sein)
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