Hallo Forum, bin neu hier, heiße Hermann, bin ein Bastler und brauche bitte eure Hilfe :) Habe eine selbstgebaute cnc Fräse mit einer wassergekühlten Hochfrequenzspindel die von 0 bis 400 Hz dann 0 bis 24.000 Rpm dreht. Zu 95% liegt die durchschnittliche Leistung der 1,5 kw Spindel bei unter 1 Kw und wird mittels FU angesteuert. Eingang am FU ist Einphasig, Ausgang Dreiphasig, Kabellänge Zuleitung 1,8m und vom FU zur Spindel 2, 4 m. Da ich die Maschinensteuerung über usb bevorzuge weil besser von meinem Programm unterstützt, würde ich gerne diese benutzen. Leider habe ich damit immer wieder Fehler und Stillstand der Maschine obwohl ich gründlich geschirmt habe. Das usb Kabel ist auch doppelt geschirmt mit Ferritkernen an beiden Enden. Fehlerquelle ist der FU. Wer kann mir dafür einen einfachen Netzfilter laut obigen Daten berechnen und bitte auch einen Schaltplan dazu machen? Müsste doch mit wenigen Bauteilen zu realisieren sein oder täusche ich mich da? Lg Hermann
Versuchen würde ich erst einmal eine Schleife der Störungen über FU-Netz-PC-USB-Spindel-FU-... zu dämpfen. D.h. verwenden von etwas wo eingebaut ist - ein ordentliches EMI-Filter https://www.brennenstuhl.com/de-DE/themenwelt/ueberspannungsschutz/ueberspannungsschutz-steckdosenleisten-premium-protect-line Sowas kann man immer mal brauchen, auch wenn es in dem Falle noch nicht helfen sollte.
Mein Tipp, einen USB Isolator mit 5kV, so ist die PC Seite von der Steuerung galvanisch getrennt. Filter sind dann natürlich nicht obsolete, sowie eine EMV-Filterung aller Zu- und Ableitungen-Leitungen. Das macht man mit EMV Ferrite, auf die man eine Kabelader mehrfach wickelt. Grob beschrieben. Es gilt für die Induktivität L eine quadratische Abhängigkeit von der Anzahl der Windungen N: L = AL * N² Schau Dir mal den T36/23/15-3S4 aus 3S4 Material an. http://ferroxcube.home.pl/prod/assets/tx362315.pdf Ich verwenden diesen nun bei allen Verkabelungen/ Zuleizungen, selbst die Astra Sat-Anlage produzierte Störungen.
Naja 230V-Stecker-seitig gibts Netzfilter zu kaufen, da würde ich nichts bauen. Die Störungen werden wohl eher durch die PWM-Frequenz zwischen FU und Motor kommen und dagegen wird dem FU in solchen Umgebungen ein Sinusfilter nachgeschaltet.
Kannst du an den 240cm vom FU bis zur Spindel was machen? Was ist das für eine Leitung, Standard oder abgeschirmt? Arno
Hermann G. schrieb: > Fehlerquelle ist der FU. Da du keine Angaben zu Spindel und FU machst, gehe mal davon aus, dass du einen Billig-FU aus Chinesien nutzt und eine Billigspindel aus Chinesien. Hatte hier identische Probleme. Nachdem ich das Billig-Geraffel durch eine Industrie-Spindel und einen Industrie-FU ersetzt habe, läuft das Ganze störungsfrei. Kostete aber 2x vierstellig incl. Netzfilter (halb so groß wie der FU) und der richtigen Kabel. Nutzt man Billig-Geraffel, sollte man sich auskennen, was Störungen und Maßnahmen dagegen angeht. Auch daran denken, dass eine Fehlfunktion der Maschinensteuerung schnell richtig Geld kosten kann, wenn z.B. die Maschine einen Crash fährt. Ob eine Maschinensteuerung störungsfrei läuft, weißt du erst, wenn die Maschine paar Stunden durchläuft, ohne dass die Fetzen fliegen.
Hallo, vielen Dank für eure schnellen Antworten. Ich bin leider ein Leie be Elektronik... Jedenfalls ist ALLES geschirmt was ich irgendwie geschirmt (und einseitig geerdet) bekommen habe :) @ Dieter Bim mir fast sicher dass die Störungen vom FU zur Spindel kommen.. @ Karl Ferritkerne habe ich genug aus alten PC Netzteilen. Nur keinen Plan wie das umzusetzten ist was du in der Formel hast...dafür ist mein elektronikwissen zu schwach. Galvanisch getrennt ist auch der PC vom Rest der Steuerung durch ein Breakoutboard mit Optokopplern zwischen PC-Arduino und Leistungselektronik der Steuerung @ Ben könntet ihr mir sagen was ich (günstig) probieren könnte ohne gleich hunderte Euros auszugeben ? @CNC Fräser das ist ein Hobby von mir, Steuerung Mach3 mit ESS Ethernet und Estlcam, deswegen sollte alles recht günstig sein. Meine Maschine mit closed loop Steppern mit allem drum und dran hat mich weniger als 1200 Euro (und unzählige Arbeitsstunden) gekostet. Da steht einige 1000der für FU und gute Spindel nicht annähernd zur Debatte (leider). da ich nun aber durch die weiterentwicklung von Estlcam alles anschließen kann was ich brauche, reicht mir das und ich muss nicht den umständlichen Weg gehen über Estlcam und Mach3.
Sinusfilter nach dem FU und evtl. geschirmte Motorkabel. Evtl. reichen bereits geschirmte Motorkabel, bin ich aber skeptisch. Den Sinusfilter selber bauen wird nicht so leicht, weil der in ein HF-dichtes Gehäuse mit entsprechenden Kabeldurchführungen muß. Sonst bringt er nichts.
weiss nicht warum ich den vorherigen Beitrag als Gast habe... egal... @CNC Fräser nun möchte ich nurmehr Arduino über usb haben anstelle Mach3 mit ESS Ethernet und da usb eben relativ empfindlich gegenüber Störungen ist, hab ich damit Probleme.
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Ben B. schrieb: > Sinusfilter nach dem FU und evtl. geschirmte Motorkabel. Evtl. reichen > bereits geschirmte Motorkabel, bin ich aber skeptisch. Ich sagte doch dass schon ALLES geschirmt ist, auch diese Kabel. Nur das Gehäuse mit der kompletten Steuerung ist aus Kunststoff, ob es daran liegt ?
Hermann G. schrieb: > Ferritkerne habe ich genug aus alten PC Netzteilen. Na das wird nicht helfen! Die sind nicht spezialisiert. Frage dich bitte wie breitbandig die sind? Genau ohne Datenblatt oder Messtechnik wird das nichts! Und wissen kann man sich aneignen - braucht halt Zeit.
Danke für eure Hilfe, sieht so aus als hätte ich mir das zu einfach vorgestellt... Werde versuchen die Steuerung neu aufzubauen in einem alten PC Gehäuse und den Arduino mit Breakout Board separat im Gehäuse abgeschirmt. Was denkt ihr was besser ist: den FU extern vom neuen Gehäuse damit er die inneren Komponenten weniger stört oder den FU auch intern damit extern weniger Störeinflüsse auf das usb Kabel und PC gehen ? Danke und Grüsse Hermann
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Hermann G. schrieb: > den FU extern vom neuen Gehäuse Genau das. Geschirmtes Kabel FU-Spindel und die Schirmung am FU auflegen. Verbindung Steuerung-zu-FU nach Möglichkeit galvanisch trennen oder als Sternmasse das neue Elektronik-Gehäuse verwenden. mfg mf
Wenn es der FU sein sollte, nur diesen so weit weg wie möglich bringen. Auf welche Art und Weise, bzw. Schnittstelle wird der der FU vom Arduino angesteuert?
minifloat schrieb: > Hermann G. schrieb: >> den FU extern vom neuen Gehäuse > > Genau das. Geschirmtes Kabel FU-Spindel und die Schirmung am FU > auflegen. Verbindung Steuerung-zu-FU nach Möglichkeit galvanisch trennen > oder als Sternmasse das neue Elektronik-Gehäuse verwenden. > > mfg mf Danke dir. Eigentlich ist der FU schon am Breakout Board galvanisch über Optos geternnt aber da sind eben alle anderen Steuerleitungen auch ganz nahe zusammen. Ob das also wenig bis nichts bringt ?
Dieter schrieb: > Auf welche Art und Weise, bzw. Schnittstelle wird der der FU vom Arduino > angesteuert? PC - Usb kabel - Arduino Nano - Breakout Board (darauf die Optos) - Steuerleitungen zu den verschiedenen Bauteilen (Schrittmotorentreiber, Potis zur Spindel und Drehzahlregelung, Relais...) So wie hier in etwa: https://www.arduinoclub.de/wp-content/uploads/2018/11/EN_AC-CNC2017-2S_REV05x_Schema.pdf Mehr oder weniger sind alle nach diesem Schema aufgebaut.
Wenn ich das richtig sehe, dann könnten die Leitungen zum FU über einen Filter geschleift werden, wenn das die Hauptverschleppungsstrecke für die Störungen wäre.
Ja der FU ist "dirty" Ohne geht problemlos. Wie würde man das machen?
Im idealen Fall würden genau diese Verbindungen über Optokoppler entkoppelt. Wenn ich das Schaltbild richtig gesehen habe, wären das alles Verbindungen an den IO-Anschlüssen des Expansionsboards. Eine Filterung gegen Spikes mit Drossel, Widerstand, Kondensator wäre zwar möglich, da die Signale verschliffen werden könnten, aber es ist sicherlich auch die Masseverbindung zum FU verseucht. Wenn in diese Verbindung ein Filter eingeschleift würde, würden die Spannungsabfälle den PotiStellwert am FU stören.
Die Leitung vom FU zum Motor muß nicht nur statisch abgeschirmt sondern auf BEIDEN Seiten kurz und dick (mit Masseklemme rund um den Schirm) an Masse gelegt werden. Wenn nicht dann hast du da eine große Induktionsschleife FU-Ausgang - Leitung zum Motor - Kapazität im Motor - irgendein andere Maseleitung zurück zum FU
Du meinst die Leitungen vom Leistungsteil, nicht die Steuerleitungen die vom Arduino zum FU?
@Hermann G: Ja, die Leitungen vom Leistungsteil. Du must dir vorstellen daß ein FU da Impulse mit so 350V und flankensteilheit bis in den Kurzwellenbereich draufgibt. Die koppeln dann durch die Kapazitäten im Motor auf den sein Gehäuse. Der Stromkreis schließt sich dann bei dir in einem großem Bogen auf diversen Wegen über Gehäuseteile, Schutzerde und Steuerleitungen und auch teilweise durch den PC. Abhilfe ist es das Motorgehäuse "hart" über die Abschirmung von der Motorzuleitung an die Masseklemme vom FU zu legen, nur so bleiben diese Impulse innerhalb der geschirmten Leitung und können außerhalb keine Störspannungen induzieren. Das mit der sternförmigen Masse ist wieder eine andere Geschichte in Bezug auf Gleichspannungsverschiebungen und Brummschleifen in Steuerleitungen und NICHT auf Hochfrequenz und Leistung anwendbar. Leider wird so endlos oft das Prinzip der statischen Abschirmung von anderweitig geschlossenen Stromkreisen (dann einseitig auf Masse) mit dem Prinzip der koaxialen Leitung verwechselt.
Danke dir für die ausführliche Antwort. Werde das probieren aber zuerst baue ich die Komponenten in ein Metallgehäuse anstelle meinem Kunststoff Gehäuse. Habe ein gebrauchtes heavy duty Gehäuse mit 2mm Stahlwänden in den Maßen 40x50x25 cm. Das ist dann auch schön groß und ordentlich Platz :) Lg Hermann
Hallo Leute, habe was passendes gefunden und auch nicht so teuer was genau meine Spindeldaten abdeckt. https://www.sorotec.de/shop/Netzfilter-1-Phasig-f-r-FU-1-5-bis-2-2KW-ableitarme-Version.html?language=de Lg und Danke Hermann
Hermann G. schrieb: > Danke dir für die ausführliche Antwort. ...aber glauben tue ich Dir leider nicht. (Viel Erfolg.)
Hat Dein FU im Ernst kein Netzfilter eingebaut, oder was versprichst Du Dir davon, eines davor zu setzen?
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