Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Langsamer Lüfter benötigt


von Jan (Gast)


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Meiner Schaltung würde etwas Luftzirkulation gut tun. Diese sitzt in 
einem relativ großen Metallgehäuse aber ich bekomme die Wärme eben 
schlecht bis zum Gehäuse abgeleitet. Kühlkörper sind in diesem Fall auch 
keine gute Lösung, daher würde ich gern einen Lüfter verwenden.

Ich habe zum Test auch schonmal einen alten 5V-Lüfter von einem 
Mainboard probiert aber der läuft viel zu schnell und zieht auch mit 
130mA viel zu viel Strom. Es muss also wirklich kein Sturm entfesselt 
werden, sondern etwas Luftzug und nach Möglichkeit geräuscharm wäre 
toll.

Ich habe bereits diverse Angebote durchgeschaut aber so richtig 
glücklich bin ich nicht geworden. Ich benötige so ca. 50x50x15 und hätte 
dafür 9V anzubieten. Kann ich einen 12V-Lüfter nehmen, der ja dann 
langsamer drehen sollte oder wäre ein Lüfter mit größerem 
Eingangsspannungsbereich (7-13V) besser geeignet ?

Und wie ist das mit einer Diode ? Die 9V würden direkt vom Ausgang eines 
7809 abgezweigt werden (der dann noch auf einen 5V Spannungsregler geht 
und einen IC versorgt) - kann ich den Lüfter dort ohne Weiteres gleich 
so anschließen ? Ich möchte den Lüfter weder ein/ausschalten noch per 
PWM regeln, sondern einfach nur immer laufen lassen.

Die Datenblätter sind oft nicht sehr ergiebig; bei "brushless" bzw. wenn 
nichts von "inductive" steht, sollte eine Diode eigentlich überflüssig 
sein ? Und bedeutet "ball bearing" automatisch "brushless" ? Manche 
Datenblätter sind so knapp, dass da nur was von Kugellager steht und ich 
nicht weiss, ob das trotzdem induktiv ist oder nicht ...

Wäre toll, wenn mir jemand bei meinen Fragen weiter helfen könnte !

von Lukas T. (tapy)


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Es gibt keinen Lüftermotor ohne Induktivitäten. Punkt.

Die Anlaufspannung steht bei für diesen Einsatzzweck geeigneten Lüftern 
(also nicht der billigsten Recyclingware) im Datenblatt.

50er Lüfter aus dem PC-Bereich sind meistens laut und schnell. Eventuell 
könnte man aber aus bspw. einem alten Notebooknetzteil was 
kannibalisieren oder sich eben im entsprechenden Bereich umsehen.

PC-Hardware; läuft mit 8V an; 3000rpm sind trotzdem "recht viel".
http://www.amazon.de/dp/B0083A0CBG/ref=asc_df_B0083A0CBG21142127?smid=A3PLP871QNYA4M&tag=geizhals10-21&linkCode=df0&creative=22506&creativeASIN=B0083A0CBG
Edit: 60mA Stromaufnahme

: Bearbeitet durch User
von Andreas D. (rackandboneman)


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>Es gibt keinen Lüftermotor ohne Induktivitäten. Punkt.

Doch gibt es - Piezolüfter.


>Die Datenblätter sind oft nicht sehr ergiebig; bei "brushless" bzw. wenn
>nichts von "inductive" steht, sollte eine Diode eigentlich überflüssig
>sein ? Und bedeutet "ball bearing" automatisch "brushless" ? Manche
>Datenblätter sind so knapp, dass da nur was von Kugellager steht und ich
>nicht weiss, ob das trotzdem induktiv ist oder nicht ..."


"brushless" bedeutet in der Praxis einen elektronisch kommutierten 
Motor, ob dieser mit Kugel-, Walzen-, Magnet- oder Gleitlager 
ausgestattet ist hat nichts damit zu tun. Und dass ein elektronisch 
kommutierter Motor mit eingebauter Elektronik (wie das ziemlich alle 
sind) seine Freilaufdioden nicht selbst mitbringt ist unwahrscheinlich, 
der würde sich ja sonst selbst mit den Störspitzen beschädigen.

von Helge A. (besupreme)


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Alles, was ich an PC-Lüftern kenne, hat einen weiten 
Eingangsspannungsbereich, meist 6-15V. Und die ließen sich auch alle 
mittels Vorwiderstand auf kleinerer Drehzahl betreiben.

von Amateur (Gast)


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Kein Kühlkörper ist auch nicht so gut.
In dem Falle würde ich einen kleinen Ventilator direkt über dem 
kritischen Bauteil platzieren.
Ist dieser zu laut: Bremsen.
Damit dieser aber, nach einem Jahr (Staub) nicht blockiert, wäre eine 
Regelung nicht schlecht, die auch merkt wenn nichts mehr rund geht.

von Carsten R. (kaffeetante)


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Ich hatte schon einige 12 Volt Lüfter die mit 7 Volt noch anliefen mit 6 
Volt aber nicht. Ein paar starten auch noch mit 6 Volt, wenn sie neu 
sind. Ohne Überwachung sind 7 Volt grenzwertig, da sich das 
Laufverhalten mit der Zeit verschlechtert. Da sollte man zumindest 
regelmäßiger kontrollieren ob der Lüfter noch anläuft. Das buche ich 
unter "verkürzte Wartungsintervalle" ab. 9 Volt direkt sollten gut 
gehen. Ob es dann leise ist? Das ist subjektiv und vom konkreten Modell 
und vom Einbau abhängig.

Motor = Spule = induktiv
ball bearing bezieht sich nur auf das Lager und auf nichts anderes.

Eine Freilaufdiode brauchst du bei diesen Lüftern nicht, da du nicht 
schaltest. Er ist ja fest auf "an" verdrahtet. Beim ausschalten wird 
dann nicht "hart" geschaltet, sondern der Ausgangskondensator vom Regler 
wird langsam geleert.

Wenn es leise werden soll würde ich nicht davon ausgehen was Du 
brauchst, sondern was Du unterbringen kannst. Da ist sprachlich nicht 
eindeutig was von Beidem du meinst. Größer ist tendentiell leiser bei 
gleichem Luftdurchsatz. Wenn ein 80er bei Minimum schon deutlich mehr 
als genug liefert ist das natürlich wieder was Anderes.

: Bearbeitet durch User
von (prx) A. K. (prx)


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Wenn ein deutlich gedrosselter Lüfter verwendet wird, dann empfiehlt es 
sich, ihn auf Vollgas anzufahren und erst nach ein paar Sekunden zu 
drosseln. Mit Alterung und Staub erhoht sich die erforderliche 
Anlaufspannung. Aber wenn der mal dreht, dann dreht er.

von npn (Gast)


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Carsten R. schrieb:
> Motor = Spule = induktiv

Ich denke, bei einem Brushless Motor (und das werden wohl heute die 
meisten PC-Lüfter sein) ist zwischen Motor und den Lüfter-Anschlüssen 
noch die Ansteuer-Elektronik. Deshalb wird an den Anschlüssen des 
Lüfters kaum Induktivität zu spüren sein. Und Freilaufdioden sind in der 
Ansteuerung auf jeden Fall vorhanden.
Was du meinst, ist ein normaler DC-Motor, dessen Anschlüsse direkt 
herausgeführt sind. Dort ist natürlich die Induktivität des Motors an 
den Lüfteranschlüssen vorhanden.

von Udo S. (urschmitt)


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npn schrieb:
> Dort ist natürlich die Induktivität des Motors an
> den Lüfteranschlüssen vorhanden.

Carsten R. schrieb:
> Eine Freilaufdiode brauchst du bei diesen Lüftern nicht,

Ich verstehe die ganze Diskussion nicht so ganz. Es geht um ein 
Einzelstück und um eine Freilaufdiode. Ich würde die einfach vorsehen 
dann muss ich mir keinen Kopp machen was für ein Lüfter da drankommt.
Die Diode schadet nicht aber im Zweifel verhindert sie eine gekillte 
Schaltung.

von Carsten R. (kaffeetante)


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@npn

Das Thema Freilauf ist nicht das Einzige das mit Induktivität in 
Zusammenhang steht. Die Motorelektronik macht daraus keine ohmsche Last, 
zumindest nicht bei diesen Geräten.

@ Udo

Im Prinzp stime ich Dir da zu. Aus dem gleichen Grund versehe ich aus 
Gewohnheit auch 7805er mit Rückwärtsdiode, auch wenn das nicht notwendig 
ist. Dann vergißt man sie nicht so leicht wenn sie mal von Nöten ist.

Es schadet aber nicht zu wissen was dahinter steckt, warum man sie wann 
braucht, besonders wenn der Fragesteller offenbahr nicht nur an einer 
technischen Lösung, sondern auch an Antworten interessiert ist. Nicht 
daß er die Diode am Ende noch verkehrt herum einbaut, weil der Zweck 
nicht gänzlich bekannt ist. ;-)

: Bearbeitet durch User
von Schreiber (Gast)


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Jan schrieb:
> Meiner Schaltung würde etwas Luftzirkulation gut tun. Diese sitzt in
> einem relativ großen Metallgehäuse aber ich bekomme die Wärme eben
> schlecht bis zum Gehäuse abgeleitet.

Dafür gibts doch Heatpipes.
Wartungsfrei, leise und wirksam.

von Peter II (Gast)


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Schreiber schrieb:
> Dafür gibts doch Heatpipes.
> Wartungsfrei, leise und wirksam.

jeder widerstand, Transistor, jeden Diode mit Heatpipes versorgen?

von bingo (Gast)


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Die 12-V-Lüfter von Sunon mit MagLev-Motor und VAPO-Lager laufen auch 
bei 5 Volt noch an und sind dann nahezu unhörbar. Habe hier einige davon 
verbaut. Gibt es z.B. bei Reichelt.

von Anja (Gast)


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von Jan (Gast)


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Amateur schrieb:
> In dem Falle würde ich einen kleinen Ventilator direkt über dem
> kritischen Bauteil platzieren.
> Ist dieser zu laut: Bremsen.
> Damit dieser aber, nach einem Jahr (Staub) nicht blockiert, wäre eine
> Regelung nicht schlecht, die auch merkt wenn nichts mehr rund geht.

A. K. schrieb:
> Wenn ein deutlich gedrosselter Lüfter verwendet wird, dann
> empfiehlt es
> sich, ihn auf Vollgas anzufahren und erst nach ein paar Sekunden zu
> drosseln. Mit Alterung und Staub erhoht sich die erforderliche
> Anlaufspannung. Aber wenn der mal dreht, dann dreht er.

Ok, stimmt ... Staub und Verschleiß sollte man auch bedenken. Da ich 
keine weitere Steuerung dazubauen möchte, werde ich nur ein Lüfter 
verwenden, bei dem die Anlaufspannung vielleicht so 2-3V unter meinen 9V 
liegt - dann sollte da genügend Reserve vorhanden sein.


Carsten R. schrieb:
> Eine Freilaufdiode brauchst du bei diesen Lüftern nicht, da du nicht
> schaltest. Er ist ja fest auf "an" verdrahtet. Beim ausschalten wird
> dann nicht "hart" geschaltet, sondern der Ausgangskondensator vom Regler
> wird langsam geleert.

npn schrieb:
> Ich denke, bei einem Brushless Motor (und das werden wohl heute die
> meisten PC-Lüfter sein) ist zwischen Motor und den Lüfter-Anschlüssen
> noch die Ansteuer-Elektronik. Deshalb wird an den Anschlüssen des
> Lüfters kaum Induktivität zu spüren sein. Und Freilaufdioden sind in der
> Ansteuerung auf jeden Fall vorhanden.

Ich werde auf die Diode verzichten, da ich a) einen "brushless" nehme 
und b) beim Abschalten der Versorgungsspannung tatsächlich ein langsames 
Entleeren der Kondensatoren (aus dem Netzteil und aus meiner Schaltung) 
stattfindet.

Ich dachte zwar erst, dass sich die Spannungsspitze so oder so addiert, 
aber wenn der Lüfter nicht sofort stehen bleibt (sondern stattdessen 
immer langsamer nachläuft), wird die gespeicherte Energie sicherlich 
nicht so schlagartig freigegeben.


bingo schrieb:
> Die 12-V-Lüfter von Sunon mit MagLev-Motor und VAPO-Lager laufen
> auch bei 5 Volt noch an und sind dann nahezu unhörbar.

Anja schrieb:
> dieser Lüfter läuft bei mir an 9V mit ca 40mA.
> http://www.reichelt.de/Luefter/FAN-ML-6015-12-S/3/...

Super - genau sowas habe ich gesucht (zumindest schauen die Daten so 
aus). Werde ich in den kommenden Tagen mal ausprobieren.


Carsten R. schrieb:
> Es schadet aber nicht zu wissen was dahinter steckt, warum man sie wann
> braucht, besonders wenn der Fragesteller offenbahr nicht nur an einer
> technischen Lösung, sondern auch an Antworten interessiert ist.

Genau so ist es ;) Daher auch vielen Dank an alle, die sich 
diesbezüglich hier beteiligt haben !

von Carsten R. (kaffeetante)


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Jan schrieb:
> wird die gespeicherte Energie sicherlich
> nicht so schlagartig freigegeben.

Da ist auch nicht viel Abzugeben.
Leicht vereinfacht:
Der Motor ist permanenterregt (Dauermaget)= Erregerfeld weitgehend 
konstant= Generatorspannung ist nur Drehzahlahängig. Beim Nachlaufen 
kann die Spannung nicht die Versorgungsnennspannung überschreiten. 
Mechanisch gespeicherte Energie könnte nur zurückgespeist werden wenn 
die Spannungsversorgung zusammenbricht und dabe unter die 
Generatorspannung des nachlaufenden Motors fällt. Trotzdem ist dies 
keine Überspannung.

In den Spulen gespeicherte Energie.

Die ist vergleichsweise gering. Die Spulen werden mehrfach pro Umdrehung 
umgepolt. Wie oft genau ist bauartspezifisch. Dabei wird die Spule 
entladen, in einem Bruchteil der Bestromungszeit bis zur nächsten 
Umpolung, und umgekehrt wieder aufgeladen. Das geht also sehr schnell. 
Bereits nach dem Bruchteil eines Bruchteils einer Drehnung ist die 
Energie also umgeladen. Da wäre nur das schnelle unterbrechen kritisch. 
Ohne jetzt auf die internen Details bei bürstenlosen Motoren eingehen zu 
wollen gilt dies generell für permanenterregte Gleichsrommotoren.

Beim Zusammenbrechen der Versorgung und nachlaufen des Rotors wird die 
Energie die nach dem Entladen der Spule wieder eingeladen wird von 
Zyklus zu Zyklus kleiner bis die Versorgungsspannung weg ist. Einzig 
wenn die Versorgung extrem schnell zusammenbricht hat man eine Situation 
ähnlich dem schnellen Schalten.

: Bearbeitet durch User
von Jan (Gast)


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Danke erstmal für die detailreiche Erklärung !

Carsten R. schrieb:
> Der Motor ist permanenterregt (Dauermaget)= Erregerfeld weitgehend
> konstant= Generatorspannung ist nur Drehzahlahängig. Beim Nachlaufen
> kann die Spannung nicht die Versorgungsnennspannung überschreiten.
> Mechanisch gespeicherte Energie könnte nur zurückgespeist werden wenn
> die Spannungsversorgung zusammenbricht und dabe unter die
> Generatorspannung des nachlaufenden Motors fällt. Trotzdem ist dies
> keine Überspannung.

Mich hatte ursprünglich dieses Bild etwas verunsichert und deswegen 
hatte ich auch von "Spannungsspitzen" gesprochen :
http://de.wikipedia.org/wiki/Schutzdiode#mediaviewer/File:Catchdiode.png

> Beim Zusammenbrechen der Versorgung und nachlaufen des Rotors wird die
> Energie die nach dem Entladen der Spule wieder eingeladen wird von
> Zyklus zu Zyklus kleiner bis die Versorgungsspannung weg ist. Einzig
> wenn die Versorgung extrem schnell zusammenbricht hat man eine Situation
> ähnlich dem schnellen Schalten.

Wenn also der Verlust durch Reibung etc. nicht wäre, hätte man ein 
Perpetuum mobile ? Den Lüfter nur einmal anschieben und durch das 
ständige Laden/Entladen würde das automatisch immer weiter laufen ?

Der Lüfter, den ich ausprobiert hatte, lief bei Trennung der 
Versorgungsspannung noch ein paar Sekunden nach, was dann wohl nur 
aufgrund der in der Schaltung und im Netzteil vorhandenen Kondensatoren 
so passiert ?

Man kann also nicht sagen, dass der Lüfter allein durch den "Schwung" 
sprich durch die gespeicherte Energie noch zeitlich besonders 
wahrnehmbar weiter laufen würde ? Ein paar Umladungen wird man zwar so 
noch bekommen, aber die vorhandene Energie nimmt dann wohl mehr oder 
weniger exponentiell ab ?

P.S.: jaaaa ich weiss ... die Energie nimmt nicht ab, sondern wird 
lediglich umgewandelt ;)

von Carsten R. (kaffeetante)


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Was ich beschrieb betrifft nur die Magnetisierungsenergie des Kerns. Die 
ist genaugenommen unerwünscht. Eine Analogie findet man beim Trafo. Nur 
diese Energie wird beim Kommutieren immer wieder zwischen Spule und 
Quelle pendeln.

Perpetuum Mobile:
Ja, wenn da nicht die Reibung wäre, und die Luft die durch den Lüfter 
bewegt wird, und die ohmschen Verluste in der Spule, und die 
Ummagnetisierungsverluste im Eisen und...

Aber der Lüfter läuft je nach konstruktion durchaus mechanisch eine 
Weile nach, je nach Bauart. Was Du beobachtet hast wird wahrscheinlich 
eine Kombination aus Masseträgheit und Restenergie im Kondensator 
gewesen sein, mit Schwerpunkt auf Masseträgheit, denn so viel speichern 
die Kondensatoren nicht. Das kann man schnell nachrechnen.

Besonders wenn sie aus Metall und nicht aus Plastik sind macht sich die 
höhere Masse durch höhere Trägheit bemerkbar. Es wird dabei bei 
permanenterregten Motoren aber keine höhere Spannung durch das 
nachlaufen erzeugt als für den Antrieb eingesetzt wurde. Es ergibt sich 
lediglich eine kurze Spannungsspitze beim schnellen Schalten durch die 
schnelle Änderung des Stromflusses.

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