Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 120V Motor an 230V betreiben


von Tom Mate (Gast)


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Es geht hier um den Drill Doctor, ein Bohrerschleifgerät (das einzige 
welches was taugt, vgl. 
http://www.amazon.de/Drill-Doctor-3128222-Bohrerschleifger%C3%A4t-500/dp/B001YZFP7S/ref=cm_cr_pr_product_top).

Dieses kostet bei Eigenimport aus den USA ~120 Euro, hierzulande ~180 
Euro.

Den Aufbau sieht man hier:

http://screwdrivers.viabloga.com/news/drill-doctor-internal-mechanism-220v-convertion

Wie man sieht ist es nur ein DC-Motor, der über einen 
Brückengleichrichter betrieben wird.

Frage: würde es reichen, wenn man den Brückengleichrichter durch eine 
Einweggleichrichtung ersetzt, um den Motor an 230V zu betreiben?

von hinz (Gast)


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Tom Mate schrieb:
> Frage: würde es reichen, wenn man den Brückengleichrichter durch eine
> Einweggleichrichtung ersetzt, um den Motor an 230V zu betreiben?

Nein, schon weil das 162Veff ergibt.

von Tom Mate (Gast)


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hinz schrieb:
> Tom Mate schrieb:
>> Frage: würde es reichen, wenn man den Brückengleichrichter durch eine
>> Einweggleichrichtung ersetzt, um den Motor an 230V zu betreiben?
>
> Nein, schon weil das 162Veff ergibt.

Naja, der Brückengleichrichter an 115V ergibt ja auch 162Veff, oder 
nicht? Bitte das Foto auf dem verlinkten Blog anschauen!

von Tom Mate (Gast)


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Hier nochmal das Foto um Missverständnisse zu vermeiden!

von hinz (Gast)


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Tom Mate schrieb:

> Naja, der Brückengleichrichter an 115V ergibt ja auch 162Veff, oder
> nicht?

Nicht, es gibt ja keinen Siebelko.

von karadur (Gast)


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Hallo


nimm einen Trafo mit 2x 115V primär und benutze ihn als Spartrafo.

von hinz (Gast)


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karadur schrieb:

> nimm einen Trafo mit 2x 115V primär und benutze ihn als Spartrafo.

Naja, sowas gibts fertig für kleines Geld.

eBay 371163304586

von Tom Mate (Gast)


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OK, also bei Brückengleichrichtung 115V kriege ich ~114V RMS, bei 
Einweggleichrichtung 230V ~162V RMS.

Wie wäre es mit einer Drossel als Vorwiderstand? Wie würde sich das auf 
den Motor auswirken?

Beim Bohrerschleifen wird der Motor ja nicht soo stark belastet.

Das mit dem Trafo wäre meine letzte Lösung, wg. Gewicht und Größe. Da 
ich den Trafo eh kaufen müsste, wäre auch der Preisvorteil dahin und ich 
könnte gleich die 230V Version kaufen.

von Kein Name (Gast)


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Vorwiderstand ist keine gute Idee. Verringert nur das Drehmoment, 
Leerlaufdrehzahl bleibt gleich.

von foo (Gast)


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Tom Mate schrieb:
> Das mit dem Trafo wäre meine letzte Lösung, wg. Gewicht und Größe.

Nein, das ist die beste.

Notfalls kannst du sogar den Trafo aus einem alten Radio etc. 
ausschlachten, sofern der eine Möglichkeit der Spannungsumschaltung hat.

von hinz (Gast)


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foo schrieb:
> Tom Mate schrieb:
>> Das mit dem Trafo wäre meine letzte Lösung, wg. Gewicht und Größe.
>
> Nein, das ist die beste.

Nö, die beste wäre ein 230V Modell zu kaufen.

von Tom Mate (Gast)


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hinz schrieb:
> foo schrieb:
>> Tom Mate schrieb:
>>> Das mit dem Trafo wäre meine letzte Lösung, wg. Gewicht und Größe.
>>
>> Nein, das ist die beste.
>
> Nö, die beste wäre ein 230V Modell zu kaufen.

Aber auch die teuerste.

von hinz (Gast)


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Tom Mate schrieb:
> hinz schrieb:
>> foo schrieb:
>>> Tom Mate schrieb:
>>>> Das mit dem Trafo wäre meine letzte Lösung, wg. Gewicht und Größe.
>>>
>>> Nein, das ist die beste.
>>
>> Nö, die beste wäre ein 230V Modell zu kaufen.
>
> Aber auch die teuerste.

Sparen, koste es was es wolle.

von tk (Gast)


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Tom Mate schrieb:
> Dieses kostet bei Eigenimport aus den USA ~120 Euro, hierzulande ~180
> Euro.

Hast du da auch die Einfuhrumsatzsteuer eingerechnet? Ansonsten sind es 
nämlich schon 140 Euro. Dafür dann basteln und keine Gewährleistung...

von Physiklehrer (Gast)


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> Brückengleichrichter durch eine Einweggleichrichtung ersetzt

Die denkst, dass die Spannungshöhe von einem Brückengleichrichter
halbiert wird?
Nimm mal das Lehrbuch zur Hand.

von klaro (Gast)


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Mit entsprechenden Know-How könnte man den Motor auch an 230V betreiben.
Der Trick dabei ist, das man nicht 230V direkt auf den Motor gibt,
sondern die Netzspannung gleichrichtet, siebt und diese dann über
einen FET der mit PCM geregelt wird, steuert. Dazu muss man aber
Ahnung von Regelungstechnik haben und das ist sicher nicht ganz ohne.
Die Motorisolation dürfte das anstandslos packen. Zusätzlich
braucht der Motor noch einen Überhitzungsschutz. Ich hab da ein
Gerät, wo das genauso realisiert ist.

von Tom Mate (Gast)


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tk schrieb:
> Tom Mate schrieb:
>> Dieses kostet bei Eigenimport aus den USA ~120 Euro, hierzulande ~180
>> Euro.
>
> Hast du da auch die Einfuhrumsatzsteuer eingerechnet?

Ja.

von Tom Mate (Gast)


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klaro schrieb:
> Mit entsprechenden Know-How könnte man den Motor auch an 230V
> betreiben.
> Der Trick dabei ist, das man nicht 230V direkt auf den Motor gibt,
> sondern die Netzspannung gleichrichtet, siebt und diese dann über
> einen FET der mit PCM geregelt wird, steuert. Dazu muss man aber
> Ahnung von Regelungstechnik haben und das ist sicher nicht ganz ohne.
> Die Motorisolation dürfte das anstandslos packen. Zusätzlich
> braucht der Motor noch einen Überhitzungsschutz. Ich hab da ein
> Gerät, wo das genauso realisiert ist.

Das ist genial! Aber wozu Regelungstechnik, es reicht doch eine fixe PWM 
von 50%. Mit einem 555, per Kondensatornetzteil versorgt, und einem 500V 
MOSFET sollte die Sache gegessen sein.

von hinz (Gast)


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Ein Phasenanschnittdimmer würde es ja auch erledigen. Aber sowas ist 
dann wieder zu einfach.

von ;o) (Gast)


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Dein Dimmer hält aber in den meißten Fällen aber keine induktiven
Lasten aus.

Ich für meinen Teil nehme zum Bohrerschleifen einen normalen 
Schleifbock.
Damit funktioniert das Schleifen der Bohrer besser als mit solchen 
Spezialteilen.

von Kein Name (Gast)


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Phasenanschnittdimmer? Reichen die Isolationsabstände aus?

von foo (Gast)


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Tom Mate schrieb:
> es reicht doch eine fixe PWM
> von 50%.

Das glaubst du auch nur.
I.W. bewirkt das kaum etwas anderes als die Einweggleichrichtung.

von Tom Mate (Gast)


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foo schrieb:
> Tom Mate schrieb:
>> es reicht doch eine fixe PWM
>> von 50%.
>
> Das glaubst du auch nur.
> I.W. bewirkt das kaum etwas anderes als die Einweggleichrichtung.

Begründung?

Ich habe die leise Vermutung, dass du recht haben könntest. Wie auch 
immer, dann simuliert man das halt vorher und benutzt dann eben statt 
50% das ermittelte Tastverhältnis. Aber das Grundprinzip sollte 
funktionieren.

von Und wech U. (quinny)


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Vorsicht mit Einweggleichrichtungen an Trafos. Die lassen nur einen 
Gleichstrom zu, wodurch der Trafo in die Sättigung getrieben werden 
kann. Dabei fließt ein erhöhter Strom, weil die Primärinduktivität 
sinkt. Der Trafo wird deutlich heißer.

---------

Außerdem kommt hinzu, dass der Trafo für die Maschinenleistung ausgelegt 
ist. Wenn man ihn nun durch zum Beispiel Phasenanschnittssteuerungen 
oder 50%-PWM betreibt, so wird er zur Hälfte der Zeit mit doppeltem 
Strom versorgt und zur anderen Hälfte der Zeit bekommt er gar keinen 
Strom.

Da die Leistung proportional zum Quadrat des Stromes ist, "rechnet" der 
Trafo Pv ~ ((2 x I)² + (0 x I)²) / 2, was eine glatte Verdopplung der 
Trafo-Kupfer-Verluste bringt.

Kurzum: das haut alles nicht hin. Das führt alles dazu, dass der Trafo 
zu heiß wird.

Die einzige seriöse Chance ist die, ihn mit 110V zu versorgen.

VG

Fred

: Bearbeitet durch User
von Tom Mate (Gast)


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Wo ist hier ein Trafo im Spiel?

von Und wech U. (quinny)


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Oh Sorry.

Ich nahm irrtümlich an, dass der Drillmotor durch einen Trafo versorgt 
würde.

Oha. Große Freudsche Fehlleistung! Schande über mich.

: Bearbeitet durch User
von hinz (Gast)


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;o) schrieb:
> Dein Dimmer hält aber in den meißten Fällen aber keine induktiven
> Lasten aus.

Meine Dimmer haben alle kein Problem mit induktiven Lasten.

von Harald W. (wilhelms)


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hinz schrieb:

> Meine Dimmer haben alle kein Problem mit induktiven Lasten.

Nun, dann haben eben alle Deine Dimmer den für induktive Lasten
nötigen Snubber eingebaut. :-)
Gruss
Harald

von hinz (Gast)


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Harald Wilhelms schrieb:
> hinz schrieb:
>
>> Meine Dimmer haben alle kein Problem mit induktiven Lasten.
>
> Nun, dann haben eben alle Deine Dimmer den für induktive Lasten
> nötigen Snubber eingebaut. :-)

Der alleine reicht nicht, man muss den Triac auch geeignet zünden. Aber 
das ist ja keine Raketenwissenschaft, und seit Jahren bekannte Technik.

von michael_ (Gast)


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Probier es erst mal mit einer Diode aus.
In jedem Haarfön wird es ja auch so ähnlich gemacht.
Oder wenn du regeln willst, dann nimm anstatt eines Triac-Dimmers einen 
mit Thyristor.
Der schneidet dir auch eine Halbwelle weg.

von Physiklehrer (Gast)


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> Probier es erst mal mit einer Diode

Auch du brauchst Nachhilfe.
Der Netzsinus bleibt weiterhin unbeeinflusst so hoch.

von Und wech U. (quinny)


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Hallo Forum, hallo Tom,

es gibt nen Trick, bei dem man aus der Not ne Tugend machen kann:

http://www.next.gr/uploads/135-9347.png

Bei dieser Schaltung wird die drehzahlabhängige Motoren-EMK mit der 
Solldrehzahlvorgabe des Potis verglichen. Die Drehzahl des Motors ist 
also lastunabhängig! Ein unschätzbarer Vorteil bei Maschinen.

Bei normalen 230V-Motoren besteht dabei aber immer der Nachteil, dass 
man wegen der nur einen Halbwelle nicht die volle Drehzahl erreichen 
kann. Darum hat die gezeigte Schaltung einen "full-speed"-Schalter.

Das ist bei dem vorliegenden 120V-Motor natürlich nicht nötig. Man 
sollte das Poti allerdings so begrenzen, dass wirklich nur effektiv 120V 
am Motor anstehen können.

Nachteile:

bei niedrigen Drehzahlen (man kommt runter bis auf wenige Umdrehungen 
pro Sekunde!) neigt der Motor zum Ruckeln. Der Effekt verschwindet 
sofort, wenn die Maschine etwas belastet wird. Es handelt sich um eine 
Regelschwingung, denn die Schaltung regelt die Drehzahl.

der Motor wird nur mit 50Hz statt 100Hz betrieben. Das merkt man aber 
erfahrungsgemäß nicht.

Viel Erfolg

Fred

: Bearbeitet durch User
von U. B. (Gast)


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>> Probier es erst mal mit einer Diode

> Auch du brauchst Nachhilfe.
> Der Netzsinus bleibt weiterhin unbeeinflusst so hoch.

Die Nähmaschine (mit 100 Watt-Universalmotor für 220 V~) meiner besseren 
Hälfte lief beim Treten auf's Pedal immer zu schnell an.
Mit einer solchen Diode ist es günstiger, auch das nunmehr mit 50 Hz 
schwankende Drehmoment stört nicht weiter.

von hinz (Gast)


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U. B. schrieb:

> Die Nähmaschine (mit 100 Watt-Universalmotor für 220 V~) meiner besseren
> Hälfte lief beim Treten auf's Pedal immer zu schnell an.
> Mit einer solchen Diode ist es günstiger, auch das nunmehr mit 50 Hz
> schwankende Drehmoment stört nicht weiter.

Klar, der Motor bekommt ja so nur noch 162Veff. Für einen 120V Motor ist 
das aber etwas viel.

von Physiklehrer (Gast)


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> nur noch 162Veff

Nachhilfe...
Das gilt auch für dich, hinz.

von Gerald B. (gerald_b)


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50% PWM könnten zuviel sein. Das doppelte Spannung den Strom ebenfalls 
verdoppelt und somit die Leistung vervierfacht, wurde ja weiter oben 
schon gesagt. Somit wären 25% PWM angebrachter.

von michael_ (Gast)


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Physiklehrer schrieb:
>> Probier es erst mal mit einer Diode
>
> Auch du brauchst Nachhilfe.
> Der Netzsinus bleibt weiterhin unbeeinflusst so hoch.

hinz schrieb:
> U. B. schrieb:
>
>> Die Nähmaschine (mit 100 Watt-Universalmotor für 220 V~) meiner besseren
>> Hälfte lief beim Treten auf's Pedal immer zu schnell an.
>> Mit einer solchen Diode ist es günstiger, auch das nunmehr mit 50 Hz
>> schwankende Drehmoment stört nicht weiter.
>
> Klar, der Motor bekommt ja so nur noch 162Veff. Für einen 120V Motor ist
> das aber etwas viel.

Was soll das? Die Leistung ist das Integral unter der Kurve.
Und wenn du eine Hälfte wegschneidest, ist nur noch die halbe Leistung 
da.
Und wie kommst du auf "Klar, der Motor bekommt ja so nur noch 162Veff. 
Für einen 120V Motor ist das aber etwas viel."
Das wäre eher eine Spitzenspannung, welche hier nicht vorkommt.

von mar IO (Gast)


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Tom Mate schrieb:
> tk schrieb:
>> Tom Mate schrieb:
>>> Dieses kostet bei Eigenimport aus den USA ~120 Euro, hierzulande ~180
>>> Euro.
>>
>> Hast du da auch die Einfuhrumsatzsteuer eingerechnet?
>
> Ja.

US-Preisangaben sind idR. ohne Steuer. Darauf muss man manchmal 
achten...

von hinz (Gast)


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michael_ schrieb:



> Was soll das? Die Leistung ist das Integral unter der Kurve.
> Und wenn du eine Hälfte wegschneidest, ist nur noch die halbe Leistung
> da.

So ist es. Und das bedeutet für den Effektivwert der Spannung...


> Und wie kommst du auf "Klar, der Motor bekommt ja so nur noch 162Veff.

...eben 230V / sqrt(2).

von Und wech U. (quinny)


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Hallo Forum....

ich denke, das alles noch viel komplizierter ist.

Ein laufender Motor erzeugt eine Gegenspannung, kurz "EMK".

(Ich wies ja hier Beitrag "Re: 120V Motor an 230V betreiben" 
schon auf eine trickreiche Ausnutzung des Effekts hin).

Die Differenz zwischen momentaner Speisespannung und EMK und der 
Innenwiderstand des Motors bestimmen den Motorstrom. Und um den geht es 
eigentlich.

Der vom TE beschriebene Brückengleichrichter sorgt nun dafür, dass ein 
Motorstrom nur dann fließen kann, wenn die Versorgungsspannung höher als 
die EMK ist. Je schneller der Motor also dreht, desto kleiner wird der 
Stromflusswinkel. Das wirkt sich natürlich dann umso stärker aus, je 
näher die EMK an der Versorgungsspannung dran liegt.

Um die deutlichen Unterschiede einmal zu zeigen, hab ich es simuliert. 
Als Motoren-EMK nehm ich eine konstante Spannung mit einem 
Innenwiderstand von 10 Ohm an. Beide Motoren drehen also exakt gleich 
schnell.

Oben betreibe ich den Motor mit 50Hz/230Veff und unten mit 
100Hz/120Veff.

Der peplottete Motorenstrom in rot ist der Strom bei 100Hz/120Veff und 
in grün bei 50Hz/230Veff.

Eindrucksvoll. Oder?

VG

Fred

: Bearbeitet durch User
von U. B. (Gast)


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> Ein laufender Motor erzeugt eine Gegenspannung, kurz "EMK".

Nur wissen wir nicht einmal sicher, ob es sich nicht doch um einen 
Reihenschlussmotor handelt ("Universalmotor"; auf dem Typenschild steht 
"AC").
Ist es ein solcher, ist die "EMK" proportional zu Drehzahl UND Strom ...

von Und wech U. (quinny)


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U. B. schrieb:
>> Ein laufender Motor erzeugt eine Gegenspannung, kurz "EMK".
>
> Nur wissen wir nicht einmal sicher, ob es sich nicht doch um einen
> Reihenschlussmotor handelt ("Universalmotor"; auf dem Typenschild steht
> "AC").
> Ist es ein solcher, ist die "EMK" proportional zu Drehzahl UND Strom ...

Was hat Reihenschluss oder Nebenschluss oder Permanentmagnet oder AC 
oder DC mit der Tatsache zu tun, dass sich der Motorenstrom aus der 
Versorgungsspannung abzüglich der Gegenspannung geteilt durch den 
Innenwiderstand berechnet?

VG

Fred

von U. B. (Gast)


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> Was hat Reihenschluss oder Nebenschluss oder Permanentmagnet oder AC
> oder DC mit der Tatsache zu tun, dass sich der Motorenstrom aus ...
> berechnet?

Wenn der Motorstrom berechnet werden soll, muss man die Gegenspannung 
halt auch kennen.
Und letztere hängt je nach Motorart von unterschiedlichen Grössen ab, 
ggf. vom Motorstrom selbst ...

von Und wech U. (quinny)


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Hallo U. B.

in meiner Simulation hab ich beide Motoren als gleichartig und 
gleichschnell laufend angenommen

http://www.mikrocontroller.net/attachment/233871/motor1.png

Bei diesem direkten Vergleich spielen die denkbaren Motorenarten und 
sonstwas überhaupt keine Rolle, weil ich ja beide gleich annahm.

Ich wollte lediglich zeigen, dass die 230V eff einen weit 
überproportionalen Stromfluss auslöst als aus der nur auf 162Veff 
gestiegenen Versorgungsspannung hervorgeht.

Ich wollte damit nicht sagen, dass der Motor schneller oder langsamer 
oder sonstwas dreht. Es ging mir wirklich nur um den gewaltigen 
Stoßstrom. Der bewirkt Verschleiß (Kohlefeuer) und Hitze 
(Kupferverluste) und zerlegt ggfls. den ganzen Motor.

Das passiert auch bei Triac-Steuerungen, PWM und auch bei meiner 
Thyristorsteuerung. Nur ein 230V->120V-Trafo kann helfen.

Das muss der TE wissen, denke ich.

VG

Fred

: Bearbeitet durch User
von U. B. (Gast)


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> Das passiert auch bei Triac-Steuerungen, PWM und auch bei meiner
> Thyristorsteuerung.

Jeder Motor hat doch auch noch eine Induktivität in Reihe, beim 
'Reihen'schlussmotor ist die meist relativ gross.
Der Strom wird also verschieden stark ausgebügelt, was in obiger 
Simulation nicht beachtet wird.

von Und wech U. (quinny)


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Das mindert den Strom aber in beiden Fällen. S. Anlage.

VG

Fred

von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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so und jetzt noch so spannungskurven und wirk~und blindleistungskurve

dann wird es vergleichbar ;)

von Und wech U. (quinny)


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Nix da! ;)

von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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och!!

von DerSchonWieder (Gast)


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Tom Mate schrieb:
> OK, also bei Brückengleichrichtung 115V kriege ich ~114V RMS, bei
> Einweggleichrichtung 230V ~162V RMS.

Schade dass man trotz Messgerät auch noch denken muss.
Wer misst misst Mist.

Brauchst du das Schleifgerät um deine mit 100 U/min kaputtgemachten 
Bohrer wieder hinzukriegen? Nützt nix die haben bestimmt Schlag.

von Harald W. (wilhelms)


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DerSchonWieder schrieb:

> Nützt nix die haben bestimmt Schlag.

Für solche Bohrer gibts doch extra Schlagbohrmaschinen. :-)

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