"Kleines" Problem, Ansteuerung DC-Motor/0,55KW

Hallo Leute,

"kleines" Problem ;-)

Ich muss einen DC-Motor mit 0,55KW (0,75PS) ansteuern. D.h. bei 120V und 6A ;-)

Im Prinzip weis ich ja was zu tun ist, nur wollt ich vorher Fragen ob die Experten hier was wissen was ich noch nicht weis [-o<

Bei dem Motor handelt es sich um den hier bei Pollin, Best.Nr. 310 255, er soll für den Antrieb einer Drehmaschine sorgen die ich baue(n werde).
Das coole ist das er zur Not auch "outdoor" bzw. "outwerkstatt" mit 12V laufen kann. Grundsätzlich will ich aber die komplette Leistung ausnutzen, deswegen 120V.

Mein Ansatz ist folgender:

230V -> Gleichrichter -> StepDown auf 120V -> Spannungsregelung -> PWM-Schaltung -> Motor

Habt ihr andere Vorschläge? Gibts eigentlich Trafos von 230V auf 115V?
Müsste es doch eigentlich wegen EURO -> US oder?

Gruß, Sonic

Theoretisch ja, aber die Art deiner Fragestellung scheint dich nicht zu qualifizieren.

Nur mal so ne Idee, wäre es nciht sinnvoller:
230V -> Phasenabschnittsdimmer --> Trafo Wicklungen 1:2 -> Motor
Wenn das gehen würde, könntest du einen StepDown und den Gleichrichter, sowie eine komplizierte PWM-Schaltung weglassen. Der Dimmer müsste auch nur 3 A aushalten können, oder?

MFG Moritz

RCO deine Lösung ist teuer, da ein Trafo mit Phasenabschnittsdimmer immer Probleme macht (Gleichspngskomponente). Nur teuere Phasenabschnittdimmer können symmetrisch beide Wellen schneiden und dann noch ein Trafo.
15 Euro Motor und 250 Euro Steuerung!

Mein Vorschlag ist eine Einwegschaltung Vollgesteuert, weil 230V*1.4=325V sehr hohe Spitzenspng ist musste man eine Drossel (etwa 100 mH) vorschalten um den Strom zu begrenzen und glätten.

Realisiert wird diese Schaltung mit 1 Thyristor, eine Drossel und der TCA785 um den Phasenabschnitt oder Zündwinkel zu bestimmen. Falls Interesse einfach bescheid sagen, habe Beschreibung dafür.

mal was anderes...

Ich weiss ja nicht wie groß die Drehmaschine werden soll, bzw. was du damit mal bearbeiten willst.

Aber meinst du nicht, daß 550W ein bischen wenig ist?
(ich zumindest würde mindestens 1000 nehmen)

edit:
mal davon abgesehen kann ich mir eh kaum vorstellen, daß das kleine Ding wirklich 550W bringt.
Vielleicht in den feuchten Träumen der Entwickler, aber die Realität sieht wohl anders aus.



@Aplex
einen guten Phasenabschnittdimmer kann man sich doch relativ günstig selber bauen.
im Prinzip braucht man dafür ja nicht viel mehr als einen µC und einen starken FET.

Und ein Phasenabschnittdimmer hätte halt schon einige Vorteile gegenüber einem Phasenanschnittdimmer.

Zitat:

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Zitat von coldfirev3

Theoretisch ja, aber die Art deiner Fragestellung scheint dich nicht zu qualifizieren.

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Ich hab in der Schule mal gelernt das man solche Sätze besser mit "...weil..." fortsetzt. Man könnte die Aussage sonst auch leicht missverstehen. Was ist an der Art der Frage denn falsch?

Zitat:

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Zitat von Aplex

Mein Vorschlag ist eine Einwegschaltung Vollgesteuert, weil 230V*1.4=325V sehr hohe Spitzenspng ist musste man eine Drossel (etwa 100 mH) vorschalten um den Strom zu begrenzen und glätten.

Realisiert wird diese Schaltung mit 1 Thyristor, eine Drossel und der TCA785 um den Phasenabschnitt oder Zündwinkel zu bestimmen. Falls Interesse einfach bescheid sagen, habe Beschreibung dafür.

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Phasenanschnitt wollt ich sowieso vermeiden. Was ich vergessen hatte ist das die Drehzal geregelt werden soll, deswegen meine Intension PWM, da das mit nem uC am einfachsten zu machen ist.

Das Ganze muss natürlich auch bezahlbar bleiben. Deine Schaltung interessiert mich schon sehr. Wäre nett wenn du mir die zukommen lassen könntest.


Gruß, Sonic

mit einem Phasenan- bzw. abschnittdimmer kannst du doch die Drehzahl einstellen (das ist ja der Sinn der Sache).
Und beides lässt sich problemlos digital, also mit einem µC realisieren.

Beide Varianten haben Vor- und Nachteile, so ist ein Phasenanschnittdimmer z.B. normalerweise günstiger, erzeugt dafür aber sehr viel mehr Störungen.



Wenn du dem Dimmer einen µC spendierst (willst du ja sowieso), und einen FET statt einem Thyristor verwendest,
unterscheiden sich die beiden Varianten nurnoch durch die Software.

Entweder du schaltest die Spannung im Nulldurchgang ein (=Phasenabschnittdimmer),
oder du schaltest sie im Nulldurchgang wieder aus (= Phasenanschnittdimmer).


Das ganze kostet nicht viel (der FET dürfte das teuerste Bauteil sein), und lässt eigentlich kaum Wünsche offen.

Zitat:

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Zitat von Felix G

mal was anderes...

Ich weiss ja nicht wie groß die Drehmaschine werden soll, bzw. was du damit mal bearbeiten willst.

Aber meinst du nicht, daß 550W ein bischen wenig ist?
(ich zumindest würde mindestens 1000 nehmen)

edit:
mal davon abgesehen kann ich mir eh kaum vorstellen, daß das kleine Ding wirklich 550W bringt.
Vielleicht in den feuchten Träumen der Entwickler, aber die Realität sieht wohl anders aus.
...

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550W ist sicher nicht zu wenig, die Drehmaschine von Proxxon hat z.B. nur 140W. Nur mal so als Vergleich.
Herstellen will ich Schiffswellen für große Öltanker ;-) Nein, natürlich nicht, ich will einfach ne kleine Drehmaschine um mir kleine Teile für meine Roboter und sonstige Maschinchen zu fertigen. Dazu kommt dann noch eine Fräseinrichtung, irgendwann mal. Und ja, ich werde auch Stahl drehen ;-)

Und ja, ich hätte auch einfach nen AC-Motor nehmen können, aber da war im Moment grad keiner zu haben. Und das wär ja einfach...

Die 550W Angabe glaube ich schon, weil erstens Pollin eigentlich immer sehr vorsichtig ist beim Hinschreiben, und rein rechnerisch nach den gemachten Angaben sogar 720W anfallen müssten. Und für meine Begriffe ist der Motor nicht klein, 17cm Länge ist schon einiges für einen Motor. Und von der Größe eines Motors lässt sich nur schlecht die
Leistung abschätzen.

Und falls jetzt jemand nach meinen utopischen Genauigkeitsanforderungen fragt: Dafür sorgen die schon gekauften Kaufteile wie z.B. ein Bohrfutter für den Reitstock, geschliffene Stahlwellen und zwei Stehlager mit Pendelrollenlager für den Spindelstock, das ultraschweineteure Dreibackenfutter, die vorrausschauende Planung im CAD-Programm, und die robuste Ausführung aus Stahlflachstangen- und Plattenmaterial mit min. 10mm Stärke aus V2A und St 37 K. Dazu kommen noch die gekauften Werkzeuge und Messmittel. Aber es dürfte sich lohnen wenn ich mir anschaue was ich für die Teile die ich immer bräuchte aber nicht selber herstellen kann sonst bezahlen müsste. Wenn ich mir da anschaue was die Leute bei Ebay selbst für Kaputte Drehmaschinen mit rostigen Führungen hinlegen kann man eh nur den Kopf schütteln.

Sicher werd ich keine Serienfertigung aufmachen aber für meine Anforderungen wirds genügen. Wenn die Drehe mal einigermassen funktioniert werden manche Teile auch durch selber gedrehte ersetzt und somit die Maschine immer weiter verbessert.

Ich kann mir für die nächsten 4 Semester zwar keine Bücher mehr für die Uni kaufen weil ich kein Geld mehr hab, aber naja, wofür gibt's Bibliotheken ;-)

Ansonsten halt ich mich an das Motto in meiner Sig. Es gibt ja sogar Leute die sich die Teile für ihre selbstgebauten Maschinen selber giessen.

Aber nu wieder zur Steuerung ;-)

Gruß, Sonic

Hi Sonic,

grundsätzlich ist der Motor für Drehmaschinen von der Leistung her vollkommen ausreichend da das nachher am Futter zur Verfügung stehende Drehmoment letztendlich zählt und dafür benötigst Du ein entsprechendes Riemengetriebe.
Zu Drehzahlregelung : Die Geschichte mit dem Trafo 230:115 V ist schon gut da Du damit eine Potentialtrennung erreichst. Zur Drehzahlregelung würde ich eine geregelte Graetzhalbbrücke empfehlen also zwei Thyristoren mit Diac und zwei Dioden. Hinter dieser Brücke eine Amsel mit 50 - 100 mH und einen Metallpapier C zum Entstören.
Als Kreuzsupport kann ich Dir den Proxxon KT70 empfehlen den habe ich meiner RC6123 jetzt auch implantiert.
Ich kann Dir aber auch einen AC-Motor (Kurzschlußläufer) mit 370W an der Welle 1450 rpm für 25€ verkaufen wiegt ca. 4kg ist für S1 Betrieb ausgelegt und nahezu ungebraucht.

Gruß Hartmut

Zitat:

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550W ist sicher nicht zu wenig, die Drehmaschine von Proxxon hat z.B. nur 140W. Nur mal so als Vergleich.

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Das ist ja auch keine ernstzunehmende Drehmaschine ;)

Die kleinste von Wabeco z.B. hat 1,4kW (Spitzenweite 350mm, Spitzenhöhe 110mm)
für Alu ist das egal, aber wenn man Stahl bearbeiten möchte merkt man den Unterschied schon.


@Motor
naja, ich habe schon 500W Motoren gesehen die wesentlich größer waren als dieser.

Zitat:

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Zitat von Hessibaby

Hi Sonic,
grundsätzlich ist der Motor für Drehmaschinen von der Leistung her vollkommen ausreichend da das nachher am Futter zur Verfügung stehende Drehmoment letztendlich zählt und dafür benötigst Du ein entsprechendes Riemengetriebe.

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Ja, da bin ich im Moment dran und versuch mir die passenden Scheiben irgendwoher zu besorgen/ersteigern.
Weis jemand wo man günstig an Spannbuchsen für ebensolche rankomt?

Zitat:

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Zitat von Hessibaby

Zu Drehzahlregelung : Die Geschichte mit dem Trafo 230:115 V ist schon gut da Du damit eine Potentialtrennung erreichst.

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Hab ich bis jetzt leider noch nirgends gefunden ;-(

Zitat:

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Zitat von Hessibaby

Zur Drehzahlregelung würde ich eine geregelte Graetzhalbbrücke empfehlen also zwei Thyristoren mit Diac und zwei Dioden. Hinter dieser Brücke eine Amsel mit 50 - 100 mH und einen Metallpapier C zum Entstören.

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Das ist mal ne Aussage ;-) Werd ich mich mal schlau googeln...

Zitat:

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Zitat von Hessibaby

Als Kreuzsupport kann ich Dir den Proxxon KT70 empfehlen den habe ich meiner RC6123 jetzt auch implantiert.
Ich kann Dir aber auch einen AC-Motor (Kurzschlußläufer) mit 370W an der Welle 1450 rpm für 25€ verkaufen wiegt ca. 4kg ist für S1 Betrieb ausgelegt und nahezu ungebraucht.
Gruß Hartmut

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Der KT70 war tatsächlich eine Option die ich erwägt hab, wenn mein selbstgebauter Kreuztisch nicht so tut wie ich will werd ich mich wahrscheinlich darauf einschiessen. Meiner wird allerdings massiver und "theoretisch" genauer.

Darf ich dein Angebot mit dem AC-Motor im Hinterkopf behalten? Ich hab den anderen Motor schon bestellt und mein Budget ist sehr sehr eng.
Eigentlich merk ich jetzt schon jedes dafür gekaufte Teil weil mir dafür was anderes im Magen fehlt. Von den schon angesprochenen Büchern ganz zu schweigen :-#

Was bedeutet S1 Betrieb? Ich geb's gerne zu, bei Motoren dieser Leistung kenn ich mich nicht besonders aus...

Naja, jetzt muss ich erst mal einen auf Marsmensch machen und an die FH (1h Reinraumtechnik, genau das richtige für mich *räusper* ;-) )

Gruß, Sonic

Hi Sonic,

ich habe mich einmal falsch ausgedrückt -es muß halbgeregelte Graetzbrücke heißen.
S1-Betrieb heißt 6 min Betrieb 6 min Pause usw.
Wenn Du mit einem Riemenvorgelege (Getriebe) arbeitest kannst Du dir die Drehzahlregelung auch schenken.
In dem Falle benötigst Du nur einen Trafo der ca. 80V an der Sekundärwicklung liefert das bringt hinter der Gleichrichtung dann ca. 120VDC und Du hast den Stress mit der Funkentstörung nicht ganz so heftig.

Ich habe neulich bei Hood.de einen Trafo 230/76V 10A für 12€ ersteigert.

Gruß Hartmut

@sonic
falsch war der Ansatz, wie Aplex mittlerweile schon geschrieben hat, der Trafo auf 120V.
Um auf deine 120 DC zu kommen, braucht du einen Trafo auf 85 V.

Dann redest du von einer Spannungsregelung, die in deinem Fall über 6W pro Volt verheizen müsste und zwecks nachgeschalteter PWM hohe Pulslast aushalten müsste.
Bei deinen Angaben wären hier schon knapp 300W in Hitze zu verwandeln.

Um jetzt am Ende eine geeignete PWM aufzubauen, braucht es viel Detailerfahrung da hier hohe Leistungen mit großen Induktivitäten
betrieben werden.

Entsprechend deiner Fragestellung ergibt sich leider, daß dir die Schaltung oft um die Ohren fliegen wird.

Versuch es mal mit einem Industriemodul.

Zitat:

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Zitat von Hessibaby

Hi Sonic,
ich habe mich einmal falsch ausgedrückt -es muß halbgeregelte Graetzbrücke heißen.
S1-Betrieb heißt 6 min Betrieb 6 min Pause usw.

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Ahso, ok ;-)

Zitat:

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Zitat von Hessibaby

Wenn Du mit einem Riemenvorgelege (Getriebe) arbeitest kannst Du dir die Drehzahlregelung auch schenken.

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Jaein, Riemengetriebe schon, aber ohne Gelege ;-)
Ich hab nur eine feste Untersetzung von min. 1:2 eingeplant.
Für ne ganze Riemenscheibenstufe fehlt mir leider die Kohle.
Mein Gedanke war erstmal Drehzal halbieren, Drehmoment verdoppelt. Von beidem ist ja genug da. Und dann die Feineinstellung per Elektronik.

Das mit dem Trafo von 230V nach 120V war Quatsch. Da habt ihr recht. So ganz aber wiederum auch nicht ;-) Warum?


Nun, mit der Drehzalregelung wollte ich eigentlich verhindern das ich mit dem Drehstahl das Werkstück ausbremse. Und natürlich eine Drehzal einstellen, klar.

Wichtig ist doch eigentlich das Drehmoment und die Schnittkraft am Drehstahl. Also wäre es doch eigentlich besser den Strom zu regeln damit man so eine Art Chopperbetrieb wie bei einem Schrittmotor hat. Damit bräuchte ich aber auch gewisse Spannungsreserven, bzw. wären diese von Vorteil. Ich muss natürlich sicherstellen dass ich in der Gesamtleistung des Motors nicht übertreibe.

Zitat:

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Zitat von Hessibaby

In dem Falle benötigst Du nur einen Trafo der ca. 80V an der Sekundärwicklung liefert das bringt hinter der Gleichrichtung dann ca. 120VDC und Du hast den Stress mit der Funkentstörung nicht ganz so heftig.

Ich habe neulich bei Hood.de einen Trafo 230/76V 10A für 12€ ersteigert.

Gruß Hartmut

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Ok da schau ich mal nach ;-) vielleicht erwisch ich auch einen.

Wie sieht es bei einem solchen Stromgeregeltem Betrieb eigentlich mit Rattermarken und Schwingungen aus? Kann man sich da ins Bein schießen? Welche max. Schwingungsfrequenzen treten bei einer Drehmaschine in der Größenordnung auf? Hast du da Erfahrungswerte?

Gruß, Sonic

Zitat:

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Zitat von coldfirev3

@sonic
falsch war der Ansatz, wie Aplex mittlerweile schon geschrieben hat, der Trafo auf 120V.
Um auf deine 120 DC zu kommen, braucht du einen Trafo auf 85 V.

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Stimmt, erwischt, *sqrt(2), ich weis. Hab immer zuviele Sachen gleichzeitig im Kopf und bekomm beim Fragenstellen immer wieder neue Ideen. Siehe Oben...

Zitat:

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Zitat von coldfirev3

Dann redest du von einer Spannungsregelung, die in deinem Fall über 6W pro Volt verheizen müsste und zwecks nachgeschalteter PWM hohe Pulslast aushalten müsste.
Bei deinen Angaben wären hier schon knapp 300W in Hitze zu verwandeln.

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Ne, das hast du falsch verstanden. PWM geregelter Stepdownconverter hab ich gemeint. Da siehts dann auch mit den Verlusten nicht so düster aus.

Zitat:

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Zitat von coldfirev3

Um jetzt am Ende eine geeignete PWM aufzubauen, braucht es viel Detailerfahrung da hier hohe Leistungen mit großen Induktivitäten
betrieben werden.

Entsprechend deiner Fragestellung ergibt sich leider, daß dir die Schaltung oft um die Ohren fliegen wird.

Versuch es mal mit einem Industriemodul.

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Ne das ergibt sich nicht ;-) Wie schlau ich bin sieht man doch daran dass ich hier gefragt habe, oder? Die Detailerfahrung ist hier sehr wohl vorhanden. Siehe Hartmuts Antworten, dem glaube ich wohl dass er sich mit solchen dicken Dingern auskennt.
Und Industriemodul kommt gar nicht in die Tüte, weil da erstens auch nur Bauteile drinnstecken, zweitens das viel zu teuer ist, und drittens gegen die Bastlerehre verstößt...

Gruß, Sonic

@Sonic
sorry wenn das etwas hart rüberkam aber ich hatte zu dem Zeitpunkt einen besch... Tag. (Färbt normalerweise nur auf den Verursacher ab)

Das Problem an der PWM ist (hoffe ich) recht einfach erklärt aber leider nicht so leicht gelöst :

Um eine standfeste PWM zu bauen benötigst du sehr steile Flanken, gleichzeitig geht dein Ausgang auf eine Induktivität (Einschaltstromspitze) welche beim (auch schnellen) ausschalten eine abzufangende Spannung induziert......bei gelegentlichen Spitzen könnte man einfach eine Sperrdiode Schalten, hier wird aber ein RC/LC/DLC-Glied benötigt weil die kurzgeschlossene Energie Bremswirkung und Hitze produzieren würde.

Erreicht deine Endstufe nicht die optimale Flankensteilheit, ergibt sich augenblicklich ein Temperaturdrift durch Verlustleistung welcher die Flanke negativ beeinflusst, was wiederum zu mehr Verlust führt, der die Flanke negativ beeinflusst .........und schon ist der Transistor hin.

Es ist nicht unmöglich, letztendlich haben es viele gebaut ABER vom billig-PC-Netzteil bis zu industriellen Profiversionen sind fast alle auf diese Art gestorben.
Der Grund liegt mitunter an der Alterung der Kondensatoren, welche hohe Anforderungen (und damit hohen Preis) haben.

Deswegen empfahl ich ein Modul, das kannst du unter Umständen ein paar mal zurückschicken.
Wenn du trotzdem selber bauen willst, empfehle ich dir unbedingt den Einsatz von FET oder IGBT, herkömmliche BiPos können das auch aber nur unter erschwerten Bedingungen.

Erst mal, das Problem hat sich erledigt. Der Motor den ich von Pollin bekommen hab war defekt. Keine Kohlen, Halterung für die Kohlen war defekt usw. Trotzdem dickes Lob an Pollin, das Geld wurde ohne zu murren zurücküberwiesen und der kaputte Motor liegt immer noch bei mir ,-(

Inzwischen hab ich Hartmuts Tip und die Methode von www.fantastische-seiten.de aufgegriffen und mir über EBAY eine Standbohrmaschine zum zerlegen besorgt.
Jetzt hab ich allerdings Skrupel die schöne neue Standbohrmaschine zu zerlegen ;-) aber dabei kann mir keiner helfen ;-)

Jetzt zur PWM, das mit den steilen Flanken und der PWM war mir klar. ABER was mir nicht eingeleuchtet hat war der Vorteil des Phasenanschnitts. Dabei erzeugt man auch Flanken und die wiederum schießen ja auch mit Oberwellen und sonstigem Dreck um sich, nicht umsonst muss man auch bei dieser Art der Ansteuerung entstören, naja, vielleicht könnt mir das noch jemand erklären.

Wenn PWM in diesen Dimensionen dann mit FET o. IGBT's da geb ich dir recht. Habe ich auch in meiner H-Brücke verbaut, da haben wir auch schon die angesprochenen Probleme durchgekaut ;-)

Ach und nochwas, ich fühl mich nie schnell angegriffen und bin auch nicht nachtragend. Meine Frage war auch sehr knapp formuliert ;-)

Gruß, Sonic

Zitat:

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Zitat von sonic

Jetzt zur PWM, das mit den steilen Flanken und der PWM war mir klar. ABER was mir nicht eingeleuchtet hat war der Vorteil des Phasenanschnitts. Dabei erzeugt man auch Flanken und die wiederum schießen ja auch mit Oberwellen und sonstigem Dreck um sich, nicht umsonst muss man auch bei dieser Art der Ansteuerung entstören, naja, vielleicht könnt mir das noch jemand erklären.

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Deshalb hatte ich ja auch eine Phasenabschnittsteuerung empfohlen ;-)

die erzeugen weniger Störungen, da ja im Nulldurchgang eingeschaltet wird.