Wie beseitige ich elektromagnetische Stoerungen?

Hi,

ich habe mir fuer meinen Flugsimulator eine Motorisierung des Schubhebels gebaut. Sie besteht aus folgenden Komponenten:

- Gleichstrommotor mit Getriebe als Antrieb
- elektomagnetische Kupplung zur Verbindung/Trennung von Getriebe und Schubhebel
- einem monostabilen Relais zum Ein- und Ausschalten
- einem Umschaltrelais zur Aenderung der Drehrichtung

Das Problem: Jedes mal, wenn sich dieses System zur Nachfuehrung des Schubhebels aktiviert, kommt es zu massiven Stoerungen auf einem ca. 30cm entfernten LCD-Display.

Kann mir jemand erklaeren, was zu tun ist, um das System zu entstoeren?

Danke im Voraus!

Hans

PS:
Infos zu meinem Aufbau gibt es auf meiner Webseite unter diesem Link: http://www.hanskrohn.com/BuildingTip...o_Throttle.htm
(leider nur auf englisch)

Hallo!

Hast du den Motor entstört, der Motor muss entstört werden da der Motor sonst Störfrequenzen in Netz zurück gegeben!
https://www.roboternetz.de/wissen/in...entst.C3.B6ren

Hi,

Danke fuer den Link! Sehr interessant - habe also scheinbar das Rad neu erfunden...:-)

der Motor hat nur einen Kondensator (sieht aus wie eine Linse), der + und - am Motor miteinander verbindet.

Ist es unbedingt noetig, alle drei Kondensatoren und die Ferritringe zu verwenden?

Und was ist mit der EM-Kupplung? Die enthaelt ja eine Spule, ist also im Prinzip ein Elektromagnet. Muss die auf dieselbe Weise entspoert werden?

Gruss,
Hans

Hallo!

Bei Spulen und E-Magneten wird normaler weise eine Freilaufdiode dazu parallel geschaltet (eine Diode in gegengesetzter Stromrichtung), damit Halbleiterbauelemente die diese schalten nicht durch die hohe induktionsspannung zerstört werden. aber ob diese bei dir notwendig sind, keine ahnung, du verwendest ja relais

Hi,

ich habe inzwischen Ferritringe an beiden Zulaeufen des Elektromotors installiert. Leider immer noch keine Besserung!

Wie wichtig sind die beiden Kondensatoren, die zwischen + bzw. - und das Motorengehauese angeschlossen werden?

Welchen Typ von Kondensatoren sollte ich verwenden?

Gruss,
Hans

Hallo
sehr wichtig.
Im allgemeinen sind X7R dafür gut geeignet.
Mit freundlichen Grüßen
Benno

Hi!
Möglichkeit 1: Störungen, die von der Aktorik verursacht werden wirken sich auf das Display aus. Motor entstören wurde schon genannt. Wenn ein Kabel zum Display nahe an den Motoren vorbei laufen sollte, dann benutze ein abgeschirmtes. Am besten ist es sowieso, wenn Signalleitungen geschirmt sind, und zwar richtig, dh nur auf der Quellenseite den Schirm auf Masse legen!
Möglichkeit 2: Störungen im Netz durch die Motoren. Um das zu umgehen sollten genügend große Kondensatoren ins Netzteil mit niedrigem ERS-Wert (gute Qualität). Aber auch kleinere für höher frequente Störungen (zb 4700µF + 100µF + 100nF). Zusätzlich kann man eine Induktivität in Reihe zur Versorgung der Signalelektronik schalten.
Noch besser: 2 verschiedene Netze für Motoren und Elektronik. Sämtliche Platinen mit Groundlayer versehen!
Gruß

Hallo
richtig schirmen heißt: beide Seiten des Schirmes auflegen!
Sollten Störungen durch Potentialausgleichströme auftreten, Potentialausgleichleitung legen.Aber der Motor wird sich kaum über Brummeinstreuungen u.ä. beklagen.
Eventuell reicht es schon, wenn die Motorleitungen miteinander verdrillt werden.Auch bei den gestörten Leitungen sollten der Hin- und Rückleiter miteinander verdrillt werden oder ebenfalls schirmen.Die Möglichkeit der Verkopplung über die Betriebsspannung sehe ich in diesem Fall als die wahrscheinlichste an.Also direkt am LCD einen Elko und Keramik anbringen.Die Leitungsführung insgesamt betrachten, z.B. Motorleitung und Signalleitungen nicht parallel verlegen.
Mit freundlichen Grüßen
Benno

Hallo Gock und Benno,

danke fuer Eure Kommentare!

Display, Motor und Kupplung werden jeweils durch ein eigens Steckernetzteil gespeist. Die Stromleitungen laufen nicht parallel. Die Datenleitung des Displays geht sowieso in eine andere Richtung.

Die Stoerungen auf dem Display treten nicht waehrend des Motorbetiebes auf, sondern wenn der Motor einschaltet, und zweimal wenn er abschaltet: Erst, wenn der Motor selbst abgeschaltet wird, und danach, wenn die elektromagnetische Kupplung trennt.

Wo sollte ich am Display den Kondensator anbringen? Das Display wird ueber einen Konverter versorgt, der Hochspannung liefert. Die Ansteuerelektronik (analog-to-digital converter) ist direkt hinter dem Display eingebaut und hat eine 12v Spannungsversorgung.

Gruss,
Hans

Passt zwar nicht, aber hab mir gerade mal deine Seite angeschaut.
Ich bin echt platt.. ein wahnsinns Projekt, Hammer geil!!!

Hi Lenox,

...danke fuer die Blumen. Hat aber auch seine Zeit gebraucht, bis das draus geworden ist, was ich heute habe!

Ich muss noch mal auf die "Kondensatoren am Display" zurueckkommen:
Was fuer Kondensatoren, und wo genau sollte ich sie anschliessen?

Danke im Voraus,
Hans

und noch eine (vermutlich extrem bloede) Frage an Gock und Yossarian:

"den Schirm an Masse legen" - was heisst das im Klartext? Mit der minus-Leitung der Spannungsversorgung des Schirms verbinden? Oder Masse wie in Erde (an der Steckdose)?

... bin leider kein Elektroniker...

Danke im Voraus,
Hans

Yossarian schrieb:

Zitat:

---

richtig schirmen heißt: beide Seiten des Schirmes auflegen!

---

Da muss ich jetzt mal ganz vehement widersprechen! Wenn Du beide Seiten anschließt, dann bekommst Du ja gerade wieder die Masseschleife rein, die Du eigentlich raushaben willst. Aber ich lass' es mir auch gerne nochmal erklären...

Hans Krohn Schieb:

Zitat:

---

den Schirm an Masse legen?

---

Kommt auf den jeweiligen Fall an. Normalerweise reicht es, Signal + und - mit einem Schirm zu umgeben und diesen auf Seiten der Quelle auf Analoges GND der Schaltung zu legen (nicht Steckdose). Was Yossarian an dieser Idee stört, wird er uns sicherlich mitteilen.

Zitat:

---

Die Stoerungen auf dem Display treten nicht waehrend des Motorbetiebes auf, sondern wenn der Motor einschaltet, und zweimal wenn er abschaltet: Erst, wenn der Motor selbst abgeschaltet wird, und danach, wenn die elektromagnetische Kupplung trennt.

---

Aha! Na das sieht dann doch nach Induktionsstörungen aus. Dagegen hilft:
Gleichstromkupplung, Motor und Relais: Freilaufdioden!!! Diese aber unbedingt über das Bauteil und nicht über die Endstufentransistoren, wenn vorhanden.
Wechselstromkupplung: 2 antiparallegeschaltete Z-Dioden, deren Durchbruchspannung 2-3mal so hoch ist wie die Versorgungsspannung.
Zusätzlich die beschriebenen Kondesatoren (dürfen gerne groß sein)parallel zur Versorgung des Displays, also an die 12V, eventuell noch eine Diode in Reihe (vor die Cs), falls möglich oder eine dicke Induktivität. Möglicherweise sind Deine Netzteile nicht von hoher Qualität, möglicherweise nicht einmal geregelt? Das wäre natürlich auch ein Grund. Teste doch mal mit hochwertigen Netzteilen.
Ich Stelle fest, ich weiß zu wenig über die Schaltung...
Gruß

Hi Gock,

kannst Du das folgende noch mal praktisch erlaeutern?

Zitat:

---

Freilaufdioden!!! Diese aber unbedingt über das Bauteil

---

Ich habe inzwischen noch ein paar Tests gemacht: Wenn ich nur die Kupplung aktiviere und deaktiviere (manuell), dann gibt es keine Stoerungen auf dem LCD-display. Ebensowenig, wenn ich nur den Motor laufen lasse.

Wenn aber schnell hintereinander Kupplung und Motor aktiviert oder deaktiviert werden, dann treten die display-Stoerungen auf. Ich habe die Zeit zwischen beiden events in meinem Programm von anfaenglich 20ms auf 600ms hochgesetzt und mit den Stoerungen ist es etwas besser geworden. Aber noch lange nicht akzeptabel.

Gruss,
Hans

Hallo
Eine nur einseitig angeschlossene Abschirmung bringt im EMV relevanten Bereich gar nichts,das ist maximal bei Niederfrequenz (d.h. bei niederfrequenten Störspannungen)effektiv.
Die fließenden Ströme erzeugen magnetischen Felder,welche in den Leitungen Störspannungen induzieren.Bei beidseitig aufgelegten Schirmen fließen die dadurch erzeugten Ströme im Schirm, sonst würden sie im Signalleiter fließen.Um Masseschleifen zu vermeiden,kann man die zweite Seite des Schirmes zum Gehäuse isolieren und per Leitung auf kürzestem Weg zum zentralen Massepunkt zu führen.Am besten ist die ganze Masseführung so zu gestalten, daß keine Masseschleifen entstehen.Auch der Motor erzeugt Störspannungen und damit Ströme, die über das Gehäuse fließen.Unter Umständen 'arbeitet' so das ganze Gehäuse als Antenne!
Das ganze kann man bei Kleinspannungen und kleinen räumlichen Ausdehnungen etwas relativiert betrachten.Aber die immer wieder gemachte Behauptung: Schirme dürfen nur auf einer Seite aufgelegt werden ist so pauschal falsch.

Zitat:

---

Wenn aber schnell hintereinander Kupplung und Motor aktiviert oder deaktiviert

---

Das legt den Verdacht auf schlechte Betriebsspannung nahe.
Mit freundlichen Grüßen
Benno

Hi Benno,

kannst Du mir sagen, wo ich die Diode denn jetz anloeten sollte?

Gruss,
Hans

Hallo
die Kupplung sollte so nah wie möglich eine Freilaufdiode bekommen.Jedes Relais ebenfalls.Den Motor entstören.Die Motorspannung nah am Motor(geht nur vor dem Relais) mit einem dicken Elko entkoppeln.Drehrichtungsrelais nur schalten, wenn Motorspannungsrelais aus ist.Diode in Flußrichtung in die Betriebsspannungszuführung für das LCD legen, dahinter einen Elko nach gnd.
Du kannst ja mal eine Spule oder einen Motor als 'Störungsgeber' benutzen und in der Nähe des LCD ein und ausschalten.Wenn dabei nichts passiert, sind die Störungen wahrscheinlich leitungsgebunden oder die Betriebsspannung wird 'verschmutzt'.Andere Netzteile probieren.Apropo , wie sieht Deine Störung eigentlich aus?
Mit freundlichen Grüßen
Benno

Hallo Benno,

danke fuer die Infos zur Freilaufdiode!

Den von Dir vorgeschlagenen Test mit Spule und Motor habe ich gemacht. Wenn ich die beiden Komponenten manuell ein- und ausschalte, habe ich garkeine Stoerungen (ich habe in meinem Steuerprogramm zwei Taster fuer Motor ON- und OFF-Funktion programmiert und druecke dann nacheinander die beiden Taster).

Wenn aber das Schalten beider Komponenten schnell nacheinander passiert (ueber das Steuerprogramm), dann kommt es zu den Stoerungen.

A propo - Beschreibung der Stoerungen auf dem LCD:
Sie treten nicht dauerhaft auf, sondern nur momentan, immer genau in dem Moment auf, wenn Motor oder Kupplung an- oder abschalten.

Das Bild auf dem LCF zuckt einmal (als haette es einen Stromstoss bekommen :-) ), es gibt ein paar weisse Fehllinien, und fast immer auch ein Geisterbild, quasi eine Kopie des Originalbildes, aber um einen halben Zentimeter versetzt.

2 Fragen:

Zitat:

---

Die Motorspannung nah am Motor(geht nur vor dem Relais) mit einem dicken Elko entkoppeln

---

Wie muss der Elko genau eingebaut werden? Was fuer Werte (Kapazitaet, Spannung) sollte er haben?

Zitat:

---

Diode in Flußrichtung in die Betriebsspannungszuführung für das LCD legen, dahinter einen Elko nach gnd.

---

Kann ich dafuer eine Universaldiode nehmen? Wie muss der Elko angeschlosen werden (Schaltplan)? Und welche Werte sollte der Elko haben?

Schon mal im Voraus vielen Dank fuer Deine Geduld mit mir... mit Deiner Hilfe bekomme ich das Problem sicherlich in den Griff!

Gruss,
Hans

Hallo
Die Spannungsfestigkeit Deiner Elkos sollte der Betriebsspannung entsprechend ausgelegt sein.
Also bei 12V würde ich 16V wählen.
Wieviel Strom zieht Dein Motor und die Kupplung? Reicht das Netzteil dafür aus?
Eventuell reicht es aus, den Ausgang des Netzteiles noch mal mit einem Elko zu puffern.
Wenn der Motor im Anlauf so viel Strom zieht, daß die Spannung in die Knie geht, könnte der schon angesprochene Elko vor das Relais gesetzt werden.

Mit freundlichen Grüßen
Benno

Hallo Benno,

besten Dank! Damit ist mir erst mal alles klar.

Ich melde mich mit Ergebnissen, sobald ich die von Dir vorgeschlagenen Modifikationen gemacht habe.

Gruss,
Hans

Hallo!
Ouh man, die Arbeit hat gerufen...

@Yossarian
Danke für die Erklärung. Ich werde das mal weiter ergründen. Meine Schrimungen haben bisher immer allen Anforderungen genügt.

@Hans Krohn
Nur, dass keine Missverständnisse auftreten: Eine Freilaufdiode ist eine Diode, die in Sperrrichtung parallel zu einer Induktivität (zb Relais, Motor, Hubmagnet, usw,) geschaltet wird (in Durchlassrichtung würde sie das Bauteil brücken...). Grund: das in der Spule aufgebaute Magnetfeld bricht beim Abschalten zusammen und lässt den Strom weiterfließen, allerdings bei entgegengesetzter Spannungsrichtung. Da aber der Schalter offen ist kann der Strom nicht mehr "raus". Die Spannung erhöht sich nun solange, bis es einen Überschlag o.ä. gibt, denn der Strom muss unbedingt raus. Das sind letztendlich die Störungen. Weil impulsartig sehr hochfrequent. Diesen Strom lässt man daher über eine Freilaufdiode abfließen, die ihn quasi kurzschließt.
Gruß

Hallo!
Ouh man, die Arbeit hat gerufen...

@Yossarian
Danke für die Erklärung. Ich werde das mal weiter ergründen. Meine Schrimungen haben bisher immer allen Anforderungen genügt.

@Hans Krohn
Nur, dass keine Missverständnisse auftreten: Eine Freilaufdiode ist eine Diode, die in Sperrrichtung parallel zu einer Induktivität (zb Relais, Motor, Hubmagnet, usw,) geschaltet wird (in Durchlassrichtung würde sie das Bauteil brücken...). Grund: das in der Spule aufgebaute Magnetfeld bricht beim Abschalten zusammen und lässt den Strom weiterfließen, allerdings bei entgegengesetzter Spannungsrichtung. Da aber der Schalter offen ist kann der Strom nicht mehr "raus". Die Spannung erhöht sich nun solange, bis es einen Überschlag o.ä. gibt. Das sind letztendlich die Störungen. Weil impulsartig sehr hochfrequent. Diesen Strom lässt man daher über eine Freilaufdiode abfließen, die ihn quasi kurzschließt.
Diese Freilaufdioden hat Yossarian übrigens nicht eingezeichnet! Sie säße zwischen den Richtungswechselschaltern und dem EIN/AUSSchalter mit Kathode nach Plus und Anode nach GND. Man kann sie vermeiden, wenn man den Motor dadurch ausschaltet, dass man immer einen der DrehrichtW.Schalter schaltet. Beim Richtungswechsel muss man die beiden Schalter dann nacheinander (!) schalten. Dadurch wird der Motor "über sich selbst kurz geschlossen".
Ich hoffe die Verwirrung ist jetzt komplett ;-)
Gruß

Hallo Gock,

danke fuer die zusaezlichen Infos und Tips!

Frage: Kann ich die Freilaufdiode auch direkt am Motor anschliessen? Das ist doch m.E. kein Unterschied zum Anschluss zwischen Richtungswechselschaltern und Ein/Aus-Schalter (wie von Dir vorgeschlagen).

Meine Richtungswechselschalter kann ich leider nicht separat schalten, da ich ein 2poliges Realis verbaut habe, was natuerlich beide Pole gleichzeitig schaltet.

Gruss,
Hans

Die Freilaufdiode kann man direkt am Motor anschliessen, allerdings braucht man 4 Dioden. Eine Diode geht nur, wenn der Motor immer nur in eine Richtung läuft.
Beim Anschluss der 4 Dioden folgendermaßen vorgehen:
An jedem Anschluss des Motors wird eine Diode nach Minus (Betriebsspannung) und eine Diode nach Plus (Betriebsspannung) angeschlossen. Die Dioden müssen so gepolt sein, dass sie normalerweise sperren (Also die Dioden nach Plus mit der Kathode nach Plus, die Dioden nach Minus mit der Anode nach Minus).
Die Funktion ist jetzt so, dass die Dioden nur dann leitend werden, sobald die Spannung an irgend einem Anschluss des Motors entweder über die Plus-Spannung oder unter die Minusspannung fällt.
Beim Abschalten des Motors wirkt dieser als Generator und speist ein bisschen Leistung zurück in die Versorgungsspannung.
Manche Netzteile (speziell elektronisch stabilisierte) mögen das vielleicht nicht, dass Spannung zurückgespeist wird, deshalb sollte man darauf achten, dass ein Verbraucher da ist, der die zurückgespeiste Spannung aufnehmen kann.
Wenn sonst kein Verbraucher da ist, kann man z.B. die Spule des Richtungswechselrelais aktivieren, bevor man den Motor abschaltet.

Zur Freilaufdiode an der Relaisspule gibt es hier ein Beispiel:

https://www.roboternetz.de/wissen/in...ung_mit_Relais

Dort genügt eine Diode in Sperrichtung an der Relaisspule (Im Bild D1).
Beide Relais sollten eine bekommen.
Der Motor im Bild hat keine Freilaufdioden und keine Entstörung.

Die Diodenschaltung am Motor wird etwas weiter unten im Link gezeigt '("beliebte H-Brücke für 2 Motoren"). Dort sind es 2 Motoren (also 8 Dioden).

Ich habe nochmal ein darüber nachgedacht:

Das Problem mit der Energierückspeisung dürfte keines sein, die in der Motorspule gespeicherte Energie ist zu gering. Insofern ist eine Vorsichtsmaßnahme zum Schutz des Netzteils überflüssig.
Ein zusätzlicher Kondensator zwischen den Polen der Spannungsversorgung kann trotzdem nicht schaden.

bei dem angegebenen Link gibt es 2 Bilder "beliebte H-Brücke für 2 Motoren".
Ich meinte das mit dem IC 298:

https://www.roboternetz.de/wissen/in...haltkreis_L298

Hallo Ranke,

danke fuer die zusaetzlichen Tips!

Das mit den 4 Dioden am E-Motor ist mir jetzt klar. (Kann nur hoffen, dass ich da nicht unbeabsichtigt einen Flux-Generator zusammenloete und mich dann in meinem Simulator ins Jahr 1955 zurueckversetze... :-) )

Ich werde heute abend mit den Loetarbeiten beginnen und dann hier ueber die Ergebnisse berichten

Gruss,
Hans

Moin mal wieder :-)
Ich muss mich entschuldigen, ich habe behauptet, die Freilaufdiode müsse zwischen Plus und Minus, das bringt es aber auch nicht. Da Du die Richtung wechseln willst, und die Kondesatorentstörung offenbar nicht ausreicht, könnte man noch die Z-Diodenlösung versuchen (2 antipararallel (sich entgegengesetzt) geschaltete Z-Dioden zwischen die Versorgungsleitungen des Motors, Z-Spannung etwas größer als Versorgung).
Ich würde aber versuchen zu vermeiden, etwas ins Netz zurück zuspeisen, weil das ja das eigentliche Problem zu sein scheint. Und Deine Netzteile werden es Dir auch danken.

Zitat:

---

Kann nur hoffen, dass ich da nicht unbeabsichtigt einen Flux-Generator zusammenloete und mich dann in meinem Simulator ins Jahr 1955 zurueckversetze... Freudig

---

Verdammt Leute, er hat es gemerkt... Plan B!!!

Ne, eigentlich ist das hier nicht so kompliziert, aber viele Leute haben eben viele Meinungen. Such Dir halt eine aus.
Gruß

PS: Ich hoffe, wir müssen die Ergebnisse unserer Ratschläge nicht in einer Zeitung aus dem Jahr 1955 lesen...

Hallo
wenn ich das richtig sehe, hast Du immer noch nicht den Strombedarf des Motors und der Kupplung ermittelt und der Leistungsfähigkeit des Netzteiles gegenübergestellt.Das wäre eigentlich der erste Weg gewesen.
Denn wenn die zwei mehr ziehen als das Netzteil liefern kann, muß die Spannung ja einbrechen. Oder konntest Du diese Möglichkeit schon ausschließen?
Mit freundlichen Grüßen
Benno

Hallo Benno, hallo Gock,

Die Netzteile sind ausreichend gross bemessen.
Ich habe gerade eben Folgendes gemacht:

- drei Vielschicht-Kondensatoren (2x 47 und 1 x 100 nF) am Motor angeloetet

- Motor vom Getriebegehaeuse isoliert (die beiden waren durch Schrauben verbunden)

- Stromkabel zum Motor verdrillt und 8x durch einen Ferritring gewickelt

- Stromkabel der Kupplung verdrillt (hatte leider keinen 2. Ferritkern)

- Direkt an der Kupplung eine Freilaufdiode verloetet.

- Keine Freilaufdiode(n) am Motor

Und das Ergebnis meiner ersten Tests (...Trommelwirbel....):

Ein ABSOLUT STABILES BILD auf dem LCD!!!

Ich kann's noch gar nicht fassen, aber obige Modifikationen haben das Problem tatsaechlich geloest! Nochmals ganz herzlichen Dank an Euch beide!

Ich werde in ein paar Tagen (wenn alles wieder zusammengebaut ist) ein kleines Video mit dem Schubhebel in Aktion uploaden, damit Ihr seht, wozu das Ganze letztlich gut war!

Schoenen Abend noch.
Gruss,
Hans

Ach ja, und falls sich jemand fuer mein Cockpit-Projekt interessieren sollte, hier der Link:

www.hanskrohn.com

Leider ist da alles auf Englisch, aber dafuer gibt's viele Bilder.

Gruss,
Hans

Hi,
wie versprochen, hier der Link zum Video meines motorisierten Schubhebles in Aktion:

Direkter Link zum Video:
http://www.hanskrohn.com/BuildingTip...toThrottle.wmv

Groesse ist 24MB, Laufzeit 4:42

oder

Hier der Link zur Auto-Throttle Seite (mit allen Infos zum Bau):
http://www.hanskrohn.com/BuildingTip...o_Throttle.htm

oder fuer allgemeine Infos zu meinem Projekt:
www.hanskrohn.com -> site news

Gruss,
Hans