Hallo, ich habe von einem Bekannten den Auftrag bekommen, ein US-Reinigungsgerät zu reparieren. Fehlerbild: des Gerät funktiniert zwar, aber die Reinigungsleistung ist sehr schwach. Der erste Test ergab, dass das Gerät wirklich arbeitet. Ein Vergleich mit dem Gerät auf meiner Arbeitsstelle zeigt dann auch einen gewaltigen Unterschied: bei dem funktionierendem Gerät sieht man richtig Bewegung der Flüssigkeit (starke Wellenbildung an der Oberfläche), während die Flüssigkeit im defekten Gerät ziemlich ruhig bleibt. Nur einige Schmutzpartikel (oder Blasen?) bewegen sich. Das funktionierende Gerät ist mit nur einem US-Geber ausgestattet, während das defekte Gerät 3 davon hat (entsprechend ist auch exakt die 3-fache Leistungsaufnahme auf dem Typenschild angegeben). Ich habe also mal das Gerät auseinandergenommen, und den Schaltplan abgezeichnet (sh. Anhang). Ganz rechts sind die 3 US-Geber (parallel) angeschlossen. Die Dioden im Netz-Gleichrichter sind nicht wirklich 1N4004, sind aber irgendwelche funktionierenden Siliziumdioden (nachgemessen). Beim vermessen der Bauteile ist mir aufgefallen, dass die beiden Kondensatoren C7 u.C8 nur noch etwa 3,7 nF (anstatt 4,7nF) haben. Ist es möglich, dass dies zu dem Fehlverhalten führt? Ich habe mal die Resonanzfrequenz (bei 4,7nF) berechnet (http://home.arcor.de/wetec/rechner/cskreis.htm): 45,5kHz (mit 9500pF / 1300uH). Auf dem Typenschild ist 38kHz angegeben. Um auf 38kHz zu kommen, müssten die Kondensatoren so um 6,8nF haben. Passt also m.E. nicht zusammen (ich habe hier allerdings die Kapazität der US-Geber ignoriert, vlt. passt es dashalb nicht?). Meine Frage: was soll die LC-Kombination am Ausgang? Ist das wirklich als Schwingkreis gedacht oder hat das irgendeine andere Funktion? Vielen Dank, Markus
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Hast du schon C1 und C2 überprüft? Ist die Leistung des Gerätes langsam oder schlagartig geringer geworden?
Bester schrieb im Beitrag #3799755:
> Als US-Reiniger nehmen wir immer Staubsauger
Also einen "U"niversal"S"auger?
Amateur schrieb: > Und die Trafowicklung hat keine induktivität? :) Doch, aber muss die hier mit berücksichtigt werden? Helge A. schrieb: > Hast du schon C1 und C2 überprüft? Ja, die sind ok. Ausserdem habeich schon folgendes gemacht: - die us-geber einzeln nacheinander angeschlossen um auszuschliessen, dass ein defekter geber den Ausgang runterzieht - den Leistungsteil mit ca. 20v betrieben und den ausgang am osszi angeschaut: da kommt ein m.E. korrektes signal (obwohl das aufgrund der lc-schaltung schwer zu beurteilen ist). Ich werde im nächsten Schritt nochmal die Endstufe untersuchen Ob die Leistung langsam oder schlagartig zurückgegangen ist,kann leider nicht mehr nachvollzogen wwrden (mein Bekannter hat das Gerät so von jemand anderem übernommen) Markus
>> Und die Trafowicklung hat keine induktivität? :) > Doch, aber muss die hier mit berücksichtigt werden? kommt drauf an wie hoch diese ist :) mit 1847 mH kommt man jedenfalls auf die 38kHz. Welche Frequenz hat denn das Signal am TR1 (gemessen)? Und welche Spannung ist auf Sekundärseite Ueff?
Markus schrieb: > ich habe hier allerdings die Kapazität > der US-Geber ignoriert, vlt. passt es dashalb nicht? Der Kandidat hat 100 Punkte!
Sorry, hab oben mist geschrieben: die Sollfrequenz ist nicht 38kHz sondern 35kHz Amateur schrieb: > Welche Frequenz hat denn > das Signal am TR1 Die hatte ich mit dem Poti richtig eingestellt (war auf ~28khz verdreht) Ich weiss grad nicht mehr, ob ich die auf 35 oder 38 kHz eingestellt habe... Der Trafo hat in der Ausgangswicklung ca. 680uH (bei 0,36 Ohm). Die Spannung am Ausgang habe ich noch nicht gemessen. Hab den Schaltplan erst heute fertiggemalt und wollte vorher nicht dran rummessen (ohne Trenntrafo). Ich wusste ja nicht, dass das galvanisch getrennt ist... Markus
Markus schrieb: > Der Trafo hat in der Ausgangswicklung ca. 680uH (bei 0,36 Ohm). Relevant ist aber nur die Streuinduktivität.
Markus schrieb: > Die hatte ich mit dem Poti richtig eingestellt (war auf ~28khz verdreht) > Ich weiss grad nicht mehr, ob ich die auf 35 oder 38 kHz eingestellt > habe... Die wird auf Resonanz eingestellt, nicht auf irgendeinen theoretischen Wert.
hinz schrieb: > Die wird auf Resonanz eingestellt, nicht auf irgendeinen theoretischen > Wert. Ok, dann wird wohl folgendes Vorgehen am besten funktionieren: - Kapazität der US-Geber messen - aktuelle resonanzfrequenz berechnen - versuchen, mit dem Poti die berechnete frequenz näherungsweise zu erreichen - wenn der Bereich erreichbar ist, mit scope am ausgang die frequenz auf maximale amplitude (Resonanz) abgleichen ich habe leider keine Kondensatoren 4n7 mit 2500 V in der Bastelkiste. Wenn obiges vorgehen zum Erfolg führt, kann ich mich um den Austausch der Kondensatoren kümmern... Danke erstmal für Eure Unterstützung, Markus
Du kennst das Ersatzschaltbild eines solchen Ultraschallwandlers? Seine Resonanzfrequenz wird durch die äußere Beschaltung kaum beeinflusst. Ersetze die ausgelutschten Kondensatoren, und nimm da richig impulsfeste PP-Typen, z.B. WIMA MKP-10. Dann kannst du die Frequenz einstellen, und es reicht normalerweise die Wellenbildung im Bad als Maß.
hinz schrieb: > Du kennst das Ersatzschaltbild eines solchen Ultraschallwandlers? Seine > Resonanzfrequenz wird durch die äußere Beschaltung kaum beeinflusst. Nein, das Ersatzschaltbild kenne ich nicht aber dass die (Eigen-)Resonanz des Wandlers nicht durch die Aussenbeschaltung geändert wird ist schon klar. Mit "auf maximale amplitude (Resonanz) abgleichen" meinte ich die Resonanz des Schwingkreises. Mir war aber nicht klar, dass ein Ultraschallwandler bei seiner Resonanzfrequenz betrieben werden muss. Ich dachte, es reicht, die Frequenz ungefähr richtig zu treffen und der Wandler arbeitet dann ähnlich wie so eine Piezo-Piepse nur in gross. Ich werd mich dann mal auf die Suche nach passenden Kondensatoren machen. Markus
Markus schrieb: > Ich dachte, es reicht, die > Frequenz ungefähr richtig zu treffen und der Wandler arbeitet dann > ähnlich wie so eine Piezo-Piepse nur in gross. Das ist schon richtig, allerdings arbeitet er dann nicht mit der maximal möglichen Amplitude. Außerhalb der Resonanzfrequenz muss man den Piezo mit Gewalt zur Bewegung 'zwingen', während er das bei Resonanz 'gerne' und mit mehr Wirkungsgrad macht. Gruß Dietrich
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hinz schrieb: > Ersetze die ausgelutschten Kondensatoren, und nimm da richig impulsfeste > PP-Typen, z.B. WIMA MKP-10. Kennt jemand eine Bezugsquelle, wo ich einen passenden Kondensator in kleinen Mengen bekommen kann? MKP 4,7nF 2500V 5% (sh. Foto) Die Toleranz kann zur not auch 10% sein, ich würde dann mehrere kaufen, und mit etwas Glück weicht einer nach oben und einer nach unten ab (die sind ja parallel geschaltet, so dass sich das ausgleichen würde) Markus
Hei, als guter Tipp zum überprüfen der Leistung: In einem gutem Ultraschallreiniger wird hineingelegte Alufolie ziemlich schnell löchrig und löst sich dann in feinere Partikel auf. Schlechte schaffen das nicht. Grüße, Tom PS: Natürlich mit Wasser! ;-)
Markus schrieb: > MKP 4,7nF 2500V 5% (sh. Foto) Vishay/BC Serie 375. Die gibts eigentlich gar nicht mit 2500VDC, lt. Datenblatt. Wäre denn Platz zum basteln? Dann mach dir was passendes aus den MKP-10/1600VDC bei Reichelt, eben mit Reihenschaltung.
> MKP 4,7nF 2500V 5% Reichelt hat die nur bis 1600V und 10% (muss es denn 2500V sein?) http://www.reichelt.de/index.html?ACTION=3;ARTICLE=31991 RS-Online: http://de.rs-online.com/web/c/passive-bauelemente/kondensatoren/polypropylen-folienkondensator/?applied-dimensions=4294122084,4294152674,4294118219&esid=cl_4294967294,cl_4294958415,cl_4294956865,cl_4294956488,cl_4294956783,cl_4294957528&m=1 Digikey auch nur bis 2000V
> > In einem gutem Ultraschallreiniger wird hineingelegte Alufolie ziemlich > schnell löchrig und löst sich dann in feinere Partikel auf. Whow! Hätte nicht gedacht, dass die Dinger sowas können. Danke für den Tipp. > > Wäre denn Platz zum basteln? Dann mach dir was passendes aus den > MKP-10/1600VDC bei Reichelt, eben mit Reihenschaltung. So werd ich dass wohl machen. Genug Platz ist da wohl irgendwie. > > Reichelt hat die nur bis 1600V und 10% (muss es denn 2500V sein?) > Naja, ich hab noch nicht nachgemessen, aber wenn die 2500V Kondensatoren schon kaputtgehen, dann befürchte ich, dass die 1600V-Typen noch schneller aufgeben (obwohl nicht sicher ist, daas die Kondensatoren Aufgrund der Spannungsbelastung gestorben sind) Markus
Mir kam gerade der Gedanke, dass man die Piezo Scheibe auf der Wanne auch auf Haarsprünge untersuchen sollte. Das könnte unter Umständen die Ursache der Leistungsminderung sein. Mfg, Gerhard
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Gerhard O. schrieb: > die Piezo Scheibe Es sind 3 Piezo-Wandler verbaut (sh. Foto). Ich halte es für sehr unwahrscheinlich, dass alle 3 einen Sprung haben. Ich habe jetzt mal die Spannung am Ausgang gemessen: ca. 200 Vss bei 35kHz. Wenn ich die Frequenz runterdrehe, so dass maximale Aktivität in der Flüssigkeit entsteht (so bei 30kHz; grob gemessen), steigt die Spannung stark an ( auf > 1600 Vss ). Was mich jetzt etwas wundert ist, dass nach dem Ersetzen der Kondensatoren die Frequenz ja noch tiefer liegen dürfte (weil höhere Kapazität), also noch weiter weg von der angegebenen Frequenz von 35 kHz. Die (defekten) Kondensatoren werden übringens ziemlich warm... Markus
Markus schrieb: > Was mich jetzt etwas wundert ist, dass nach dem Ersetzen der > Kondensatoren die Frequenz ja noch tiefer liegen dürfte (weil höhere > Kapazität), also noch weiter weg von der angegebenen Frequenz von 35 > kHz. Nö, da wird sich kaum was tun. Spule und Kondensator stellen ja nur einen Tiefpass dar. Der soll die Oberwellen vom Piezo fern halten. > Die (defekten) Kondensatoren werden übringens ziemlich warm... Klar, die dielektrischen Verluste sind bei der Spannung und Frequenz schon deutlich. Deshalb ist es eine gute Idee die Verlustleistung auf mehr Kondensatoren zu verteilen, die haben insgesamt eine größere Oberfläche um die Wärme los zu werden.
Markus schrieb: > hinz schrieb: >> Du kennst das Ersatzschaltbild eines solchen Ultraschallwandlers? Seine >> Resonanzfrequenz wird durch die äußere Beschaltung kaum beeinflusst. > > Nein, das Ersatzschaltbild kenne ich nicht aber dass die > (Eigen-)Resonanz des Wandlers nicht durch die Aussenbeschaltung geändert > wird ist schon klar. > > Mit "auf maximale amplitude (Resonanz) abgleichen" meinte ich die > Resonanz des Schwingkreises. > > Mir war aber nicht klar, dass ein Ultraschallwandler bei seiner > Resonanzfrequenz betrieben werden muss. Ich dachte, es reicht, die > Frequenz ungefähr richtig zu treffen und der Wandler arbeitet dann > ähnlich wie so eine Piezo-Piepse nur in gross. > Hmm...Vorsicht. Meine Erfahrung hat gezeigt das einige dieser Geräte wirkliche Resonanz nicht vertragen, sondern mehr oder weniger seitlich auf der Resonanzkurve arbeiten. Abstimmung auf Resonanz hat bei mir schon zu defekten weil überlasteten Transistoren geführt... Das Optimum liegt bei dieser Auslegung also irgendwo vor der Maximalleistung. Die Originalen Kondensatoren scheinen "auf Kante genäht" zu sein. Die Dinger sind "selbstheilend" bei Durschschlägen aber vverlieren bei jedem Durchschlag an Kapazität weshalb die Geräteleistung immer weiter sinkt weil sich die Arbeitsfrequenz immer weiter von der Resonanz entfernt. > Ich werd mich dann mal auf die Suche nach passenden Kondensatoren > machen. > Wenn es get baue spannungsfestere (als die Originale) Polypropylentypen ein. Gruß, Holm
Markus schrieb: >> >> In einem gutem Ultraschallreiniger wird hineingelegte Alufolie ziemlich >> schnell löchrig und löst sich dann in feinere Partikel auf. > > Whow! Hätte nicht gedacht, dass die Dinger sowas können. Danke für den > Tipp...ich habe in den 80ern mal einen völlig verrückten Russen beaobachtet, der den (externen) Generator einer solchen Ultraschallwanne "frisierte": Der zog einen im Gerät befindlichen Resonanzübertrager mit UI Kern auseinander, wickelte ein paar Windungen ab, steckte wieder zusammen und überprüfte die Leistung mit auflösen von Streichholzkuppen im Wasserbad. Komisch daran war nur, das der schon in gefühlten 10 Metern noch angeschlossenem Drahtfitz stand... Gruß, Holm
Holm Tiffe schrieb: > Komisch daran war nur, das der schon in gefühlten 10 Metern noch > angeschlossenem Drahtfitz stand... Ähhhh, HÄ? Dunkel deiner Worte Sinn ist! :-P Grüße, Tom
Tom P. schrieb: > Holm Tiffe schrieb: >> Komisch daran war nur, das der schon in gefühlten 10 Metern noch >> angeschlossenem Drahtfitz stand... > > > Ähhhh, HÄ? > > Dunkel deiner Worte Sinn ist! :-P > > > > Grüße, > > Tom Da ist nix dunkel, der stand wirklich mit den Füßen im abgewickelten und noch angeschlossenen Draht.. Was ist daran nicht zu begreifen? Gruß, Holm
Hei, Drahtfitz ist mir nicht geläufig. Und meine Vorstellungskraft reicht vielleicht nicht. ;-) Grüße, Tom
Der Techniker schrieb: > Ich tippe auf gebrochene Piezos.. :) Alle 3? Wie gesagt: eher unwahrscheinlich. Aber egal, wird sich zeigen, wenn ich die Kondensatoren habe. Ich halte Euch auf dem Laufenden... Markus
Markus schrieb: > Der Techniker schrieb: >> Ich tippe auf gebrochene Piezos.. :) > > Alle 3? > Wie gesagt: eher unwahrscheinlich. Aber egal, wird sich zeigen, wenn ich > die Kondensatoren habe. Ich halte Euch auf dem Laufenden... > > Markus Hallo Markus, Vielleicht könntest Du noch einen Test für mich machen: Füge an jedem Piezo-Transducer einen 1 Ohm Widerstand ein um den Querstrom zu messen und miss den Spannungsabfall mit einem Hf-Voltmeter. Andernfalls mach Dir einen Einfachen HF-Meßkopf aus einer 1N4148 oder Ge-Diode. Wenn alle Transducer einen ähnlichen Spannungsabfall haben, könnte man einen einzeln Bruch wahrscheinlich ausschließen. Sollten tatsächlich große Unterschiede festzustellen sein, dann hat man möglicherweise eine Spur... Beim Messen aufpassen dass es potenzialfrei gemacht wird. Sonst könnte es unliebsame Überraschungen geben. Am besten mit Dioden-Messkopf und DMM auf isolierter Grundplatte ohne jegliche Verbindung zu irgend andere Potenziale. Mfg, Gerhard
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Gerhard O. schrieb: > Füge an jedem Piezo-Transducer einen 1 Ohm Widerstand ein um den > Querstrom zu messen und miss den Spannungsabfall mit einem Hf-Voltmeter. Mh, also in der Flüssigkeit ist über jedem Piezo ungefähr die gleiche Aktivität zu sehen. Daher denke ich, dass auch die Stromaufnahme ähnlich sein wird. Ich würde aber trotzdem die Messung machen. Hierzu einige Fragen: 1. Kannst du ungefähr abschätzen, wie hoch der Strom sein wird? Wenn ich mir so die Leitungen zu den Piezos angucke, scheint da ordentlich was drüber zu fliessen 2. Warum potenzialfrei messen? Der Ausgang ist doch galvanich getrennt, dann sollte es doch eig. nicht stören, wenn die Messgerätemasse an Erde liegt... 3. Warum diese HF-Messkopf-Geschichte? Kann ich nicht einfach mit dem Scope messen? Danke, Markus
Markus schrieb: > 1. Kannst du ungefähr abschätzen, wie hoch der Strom sein wird? Wenn ich > mir so die Leitungen zu den Piezos angucke, scheint da ordentlich was > drüber zu fliessen Schau aufs Typenschild, da steht die Nennaufnahmeleistung. Die Piezos werden mit ca. 600Veff betrieben. Dick sind die Strippen hauptsächlich wegen der mechanischen Belastung. > 2. Warum potenzialfrei messen? Der Ausgang ist doch galvanich getrennt, > dann sollte es doch eig. nicht stören, wenn die Messgerätemasse an Erde > liegt... > > 3. Warum diese HF-Messkopf-Geschichte? Kann ich nicht einfach mit dem > Scope messen? Einfacher ist es mit einer Sonde zu messen, die ist schnell gewickelt, garantiert potentialfrei, und man sieht defekte Piezos an der Kurvenform.
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