Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Festspannungsnetzteil für verschiedene Maschinen


von Andreas R. (blackpuma)


Lesenswert?

Schönen guten Tag,

Ich habe schon mal einen Thread geöffnet in dem ich eine kleine 
Kreissäge bauen möchte. Jetzt habe ich endlich wieder ein wenig Zeit 
dafür. Jetzt stellt sich mir die Frage der Versorgung.

Ich wollte diesen Motor verwenden: 
http://www.neuhold-elektronik.at/catshop/product_info.php?cPath=96_97&products_id=4282

Den gleichen Motor hätte ich dann auch gerne in einer 
Platinenbohrmaschine verbaut.

Nachdem ich die Geräte nicht gleichzeitig verwende, hätte ich gerne eine 
gemeinsame Stromversorgung dafür.

12V Trafo 200VA
Gleichrichter
40.000 uF Kondensatoren

Bei dieser Konstellation komme ich aber auf eine Spannung 17,97 V - 1,4 
V = 15,57 V. Der Motor ist angegeben mit 12 V. Beide Geräte bekommen 
eine Halbbrücke mit PWM für die Drehzahlregelung.

Wenn ich die PWM auf max. 75% einstelle habe ich ein mittel von 11,46 V. 
Stimmt das so oder gilt das nur für den Strom.

Der andere Punkt ist der Strom. Der Motor verträgt bis zu 75A. Das 
passiert aber nur wenn zB. das Sägeblatt oder der Bohrer stecken bleiben 
würde oder nicht?

Vielen Dank
Andreas

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

Andreas Riegebauer schrieb:
> Der andere Punkt ist der Strom. Der Motor verträgt bis zu 75A. Das
> passiert aber nur wenn zB. das Sägeblatt oder der Bohrer stecken bleiben
> würde oder nicht?
Das ist die maximale Stromaufnahme. Der Betriebszustand dabei ist nicht 
definiert, ich würde aber auf einen sehr langsam drehenden Motor tippen, 
weil sonst die Gegen-EMK den Strom reduziert...

> Wenn ich die PWM auf max. 75% einstelle habe ich ein mittel von 11,46 V.
Spar dir die Nachkommastellen.
> Stimmt das so oder gilt das nur für den Strom.
Es wird sich bei 75% PWM ein gewisser Strom einstellen, der dann zu 
einer bestimmten Spannung führt. Bei Belastung wirst du mit 75% PWM eine 
andere Motorspannung messen. Stichwort wieder: EMK

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

> Ich wollte diesen Motor verwenden:

Also ein Spielzeug Motor für Kurzzeitbetrieb und kurze Lebensdauer von 
ein paar Stunden.

> Wenn ich die PWM auf max. 75% einstelle habe ich ein mittel von 11,46 V.

Ja.

> Der Motor verträgt bis zu 75A. Das passiert aber nur wenn zB.
> das Sägeblatt oder der Bohrer stecken bleiben würde oder nicht?

Auch beim Anlaufen.
Deine Bauteile (Transistor) müssen also diesen Strom aushalten.

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

Lothar Miller schrieb:

>> Der Motor verträgt bis zu 75A.

> Das ist die maximale Stromaufnahme.

Ich vermute mal, das ist die Stromstärke, die der Motor dauernd
verträgt, wenn er "arbeitet". Die Blockierstromstärke dürfte
noch darüber liegen.
Gruss
Harald

von Wusel D. (stefanfrings_de)


Lesenswert?

40.000µF erscheinen mir sehr viel. Bedenke, dass die Kondensatoren zu 
hohen Strömen führen, in den Momenten, wo sie geladen werden. Die 
Stromaufnahme des Netzteils weicht umso mehr vom Sinus ab, umso größer 
die Kondensatoren sind. Das belastet Gelcihrichter und Transformator und 
führt IMHO zu Brummen mit entsprechender mechanischer Belastung.

Ich würde erstmal ermitteln, wie hoch der Strom normalerweise unter Last 
ist (nicht den Blockiert Fall). Und diesen Strom (in Ampere) würde ich 
mit 1000µF multiplizieren. Laut Artikelbeschreibung sollten es 3,5A 
sein.

Wobei ich mir durchaus auch vorstellen kann, dass die ganze Sache auch 
ohne Kondensatoren im Last-Strom Kreis funktionieren kann. Die 
Elektronik braucht natürlich eine stabilisierte Versorgungsspannung.

Das ist ein offensichtlich ein Antriebsmotor für Spielzeug Autos. 
Dauerhaft bringen die nur wenig Leistung (um 40 Watt), sonst überhitzen 
sie. Die angeblichen 463 Watt kann der Motor sicher nur wenige Sekunden 
bringen. Reicht Dir das?

Frag mal die Modellbauer in einem entsprechendem Forum. Da wird öfters 
über verschmorte Motoren diskutiert.

von Andrew T. (marsufant)


Lesenswert?

Da solltest Du noch einen Widerstand einschleifen, damit der 
Lade-Spitzenstrom etwas gemäßigt wird:

Andreas Riegebauer schrieb:
> 12V Trafo 200VA
>
> Gleichrichter      z.B. B40 C 25/40A
>

0,05 Ohm/25W  Widerstand  (noch besser wäre eine Drossel, aber sowas 
nutzt heute kaum jemand).

> 40.000 uF Kondensatoren


Der Rest paßt gut.
Schön ist auch eine Ausführung mit Mittelpunktgleichrichter und 
entsprechendem Trafo, da die Verluste etwas niedriger liegen als beim 
Brückengleichrichter.


Aber möglicherweise kannst du leichter an ein Schaltnetzteil kommen, das 
Dir 12V 40 A...50A DC bereitstellt -- mit entsprechendem 
Anlaufstrombegrenzugn am Motor / Steuerung wäre das meine Empfehlung.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

Harald Wilhelms schrieb:
> Ich vermute mal, das ist die Stromstärke, die der Motor dauernd
> verträgt, wenn er "arbeitet".
Da musser aber gut gekühlt sein.

Den Motor gibt beim Max auch:
http://www.pollin.de/shop/dt/MDE1OTg2OTk-/Motoren/Gleichstrommotoren/Hochleistungs_Gleichstrommotor_JOHNSON_TC785LG_ES.html
Und der hat sogar ein Datenblatt dazu:
http://www.pollin.de/shop/downloads/D310489D.PDF
Und tatsächlich: Blockierstrom knapp 150A und eine Leerlaufdrehzahl von 
22000/min, wenn da dem Sägeblatt nur nicht die Zähne ausfallen...

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

Lothar Miller schrieb:

> wenn da dem Sägeblatt nur nicht die Zähne ausfallen...

Wenn die nur runterfallen, ginge es ja noch, aber ich denke es
wird seine Zähne gleichmäßig im Raum verteilen. Je nachdem, was
zwischen Sägeblatt und Wand ist, gibts dann rote Flecken auf
der Tapete. :-(
Gruss
Harald
PS: Bei Gleichstrommotoren würde sich vielleicht sogar eine
echte Drehzahlregelung anbieten.

von (prx) A. K. (prx)


Lesenswert?

Lothar Miller schrieb:
> Da musser aber gut gekühlt sein.

Der setzt dann rund 450W in Wärme um. Wie kühlt man die bei dieser 
Baugrösse weg?

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

A. K. schrieb:

> Der setzt dann rund 450W in Wärme um. Wie kühlt man die bei dieser
> Baugrösse weg?

Dicker Ventilator bzw. Gebläse. Zum Glück wird ein Teil der elektrischen
Leistung ja auch in mechanische Leistung umgewandelt.
Gruss
Harald

von (prx) A. K. (prx)


Lesenswert?

Harald Wilhelms schrieb:
> Dicker Ventilator bzw. Gebläse. Zum Glück wird ein Teil der elektrischen
> Leistung ja auch in mechanische Leistung umgewandelt.

12V * 75,9A = 910W Gesamtleistung, darin sind 463W mechanischer Leistung 
enthalten. Bleiben 448W Wärmeleistung. Da ist ein recht ordentliches 
Gebläse nötig, zumal der grad mal 66mm x 44mm "gross" und nur recht 
sparsam mit Lüftungsöffnungen ausgestattet ist.

von Andreas R. (blackpuma)


Lesenswert?

Also ich werde eine Übersetzung vom Motor auf die Welle machen. 1:2 Dann 
habe ich am Sägeblatt schon "nur" mehr 11k RPM. Ich verwende ein Baltt 
von Proxxon. 80mm 24 Zähne 12k RPM. Übersetzung noch erhöhen?

Wie funktioniert eine echte Drehzahlregelung?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

Kühlung im Ölbad?
Aber dann klappt das mit der Maximaldrehzahl nicht mehr...  ;-)

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

Lothar Miller schrieb:

> Kühlung im Ölbad?
> Aber dann klappt das mit der Maximaldrehzahl nicht mehr...  ;-)

Modellbauer bringen wohl manchmal auch eine Wasserkühlung
(Kühlschlange) an solche Motore an.
Gruss
Harald

von Andreas R. (blackpuma)


Lesenswert?

Drehzahlregelung:
Du meinst die Drehzahl des Sägeblattes zu messen und mittels PWM 
anzupassen?


Ich habe auch ein Beispiel gefunden in dem die Spannung geändert wird 
und in der Endstufe nur mehr der Strom verstärkt wird. Was ist das für 
eine Art Steuerung?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

Andreas Riegebauer schrieb:
> Drehzahlregelung:
> Du meinst die Drehzahl des Sägeblattes zu messen und mittels PWM
> anzupassen?
Ja. Das wäre eine Regelung. Man kann dazu auch die bereits erwähnte 
Gegen-EMK verwenden, weil die ja drehzahlabhängig ist.
Mit https://www.google.de/search?q=drehzahlregelung+gegen+emk
Findest du dann z.B. http://www.farnell.com/datasheets/51722.pdf
Und dort in der Abbildung 7 eine Applikation als Ideengeber...

> Ich habe auch ein Beispiel gefunden in dem die Spannung geändert wird
> und in der Endstufe nur mehr der Strom verstärkt wird. Was ist das für
> eine Art Steuerung?
Leider hast du den Link zur Fundstelle nicht gepostet. Hört sich aber 
nach "Labornetzteil" an...

von Andreas R. (blackpuma)


Lesenswert?

Andrew Taylor schrieb:
>> 12V Trafo 200VA
>>
>> Gleichrichter      z.B. B40 C 25/40A
>>
>
> 0,05 Ohm/25W  Widerstand  (noch besser wäre eine Drossel, aber sowas
> nutzt heute kaum jemand).

Drossel hört sich gut an. Ausgelegt muss diese auf den Strom "normalen" 
Strom sein und nicht auf die Stromspitze beim Einschalten oder? Wieviel 
uH sollte so eine Spule denn haben?

Danke
Andreas

von Erich (Gast)


Lesenswert?

Für einen 12-Volt-Motor kann man vorteilhaft und preiswert anstelle 
eines "Hochstrom-Hitech-Netzteils" (Schaltnetzteil) bzw. Selbstbau 
analog mit riesigen Kondensatoren
    BESSER gleich
einen Bleiakku mittlerer Grösse einsetzen, zusammen mit einen eher 
kleinen Batterieladegerät.

Hier würde sich anbieten ein 12V - 36Ah  (hat jeder Baumarkt mit 
Autozubehör) und ein einfaches Ladegerät dazu mit ca. 3-6 A Ladestrom, 
das genügt  (dto. Baumarkt oder Pollin 351079).
Bleisäureakkus (Auto, Motorrad) bringen eher mehr Maximalstrom als 
Bleigelakkus (welche also nicht nötig sind hier).
Auchtung:  Bei Kurzschluß an Bleiakkus -- da raucht es schnell, da 
extrem viel Strom fliesen kann. Schmelzsicherung 25A oder 50A 
(Autosicherung) einbauen!
Und Drahtquerschnitt 2,5 qmm oder besser 4 qmm wird sinnvoll sein.
Gruss

von Lothar S. (loeti)


Lesenswert?

Für eine Kreissäge verwendet man keinen 12V 75A Motor!

Besorg' Dir einen normalen 900W 230V Universalmotor und regle den dann 
mit den M012 Leistungsregler von Kemo. Zur Ansteuerung mit dem uC 
benötigst Du nur noch den M150 DC + Puls Konverter.
http://www.kemo-electronic.de/de/Wandler-Regler/Regler/M012-Leistungsregler-110-240-V-AC-1200-VA.php
http://www.kemo-electronic.de/de/Wandler-Regler/Konverter/M150-DC-Puls-Converter.php

Was Du vor hast ist in der Leistungsklasse ein völliger Unsinn, Das 
macht man bei Maschinen nur mit DC-Motoren bis max. 10A.

Modellbau is' was anderes, da steht bei RC-Modellen AC-Netzspannung 
nicht zur Verfügung.

Grüße Löti

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

Lothar S. schrieb:

> Was Du vor hast ist in der Leistungsklasse ein völliger Unsinn, Das
> macht man bei Maschinen nur mit DC-Motoren bis max. 10A.
>
> Modellbau is' was anderes, da steht bei RC-Modellen AC-Netzspannung
> nicht zur Verfügung.

Selbst da wird man für 900W höhere Spannungen verwenden.
Gruss
Harald

von Lothar S. (loeti)


Lesenswert?

Bei DC sind max. 48V üblich/zugelassen! Grüße Löti

von Andreas R. (blackpuma)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Guten Abend Lothar,

Ich hatte noch einen Motor im Keller und habe mir dazu den KEMO M028 
gekauft. Ich habe es aufgebaut und war enttäuscht. Der Motor dreht erst 
wenn das Poti bei der Hälfte ist und dann ist die Geschwindigkeit nur 
minimalst einstellbar. Zumindest im Leerlauf. Aber dort sollte man es 
doch merken.

Funktioniert es wenn ich die Drehzahl fix mittels Übersetzung auf 10k 
rpm bringe? Und wie bringe ich es überhaupt auf meine Welle mit dem 
Sägeblatt?


BG
Andreas

von Lothar S. (loeti)


Lesenswert?

> Zumindest im Leerlauf

Und im Betrieb?

Grüße Löti

von Andreas R. (blackpuma)


Lesenswert?

Ich kann es leider nur im Leerlauf testen weil der Motor nur so da 
steht. Es ist keine Last angeschlossen.

von Matthias L. (limbachnet)


Lesenswert?

Der Motor ist ein Einphasenmotor mit Kondensator-Hilfswicklung, der 
dürfte mit dem Kemo-Dimmer auch nicht stabil in der Drehzahl gesteuert 
werden können. Mit einem Universalmotor, wie er in Handbohrmaschine oder 
Staubsauger verbaut ist, würde es klappen.

von Andreas R. (blackpuma)


Lesenswert?

Danke Matthias!

Jetzt habe ich das Kemo Teil wieder zurück gebracht und widme mich 
wieder meiner Ursprungsidee.

Ich habe heute einmal diese Schaltung aufgebaut 
http://www.eleccircuit.com/wp-content/uploads/2007/07/ee2382390-1.gif 
und den Motor dran gehängt. Ich habe als Quelle einen 12V Akku mit 33Ah 
verwendet. Die 2A Sicherung hat sich gleich mal verabschiedet. Ich habe 
diese dann durch eine 5A ersetzt und damit funktioniert es.

Ich habe die PWM bis auf 75% aufgedreht und der Motor hat 2,8 A gezogen. 
Mit ein wenig festhalten der Welle ist er auf 3,5 A gegangen.

Ich habe noch eine andere Schaltung gefunden. 
http://www.electronica.mk/all_articles/Electric_Car_Projects/PWM_Motor_Control/60A%20Motor%20Speed%20Control%20Schematic.png 
Diese hat einen Treiber an den FETs. Ist das notwendig?

Ich verwende 2 IRLZ34N. Diese hatte ich noch zu hause.

Was gibt es denn alles an dieser Schaltung auszusetzten?

BG und schönen Abend
Andreas

von Andreas R. (blackpuma)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Schönen guten Abend,

Ich habe jetzt eine der Schaltungen umgesetzt. Bild im Anhang. 
Funktioniert super. Die Widerstände werden warm. Die FET bekommen noch 
einen Kühlkörper.

Ich habe die Strombegrenzung jetzt auf 10 A eingestellt. Wenn ich voll 
aufdrehe dann geht der Strom kurz über 5 A und bleibt im Leerlauf dann 
konstant bei 4,36 A.

Ich habe bis jetzt 6mm Holz und Epoxy Platinenmaterial geschnitten. Die 
Geschwindigkeit geht ein wenig zurück aber das Sägeblatt geht wie Butter 
durch das Holz und das Platinenmaterial.

BG
Andreas

von Wusel D. (stefanfrings_de)


Lesenswert?

Warum hat Du nicht gleich eine fertige Mini-Kreissäge gekauft?

von Andreas R. (blackpuma)


Lesenswert?

Weil das langweilig wäre und jeder eine kaufen kann! ;)

BG

von Klaus L. (Gast)


Lesenswert?

Kannst Du mal Bezugsquellen und Typen nennen für Motor, Lager, Wellen 
etc., was Du verbaut hast?
Danke

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.