Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Elektrosense auf Akkubetrieb umrüsten / Step-up Module Reihenschaltung


von Peter (Gast)


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Hallo Zusammen,
Ich würde gerne meinen Rasentrimmer (230V, 350W) auf Akkubetrieb 
umrüsten.
Verbaut ist ein Universalmotor, welcher auch mit Gleichspannung 
funktioniert.
Hab das auch mal getestet und der Motor treht sich mit 39V 
Gleichspannung auch schon etwas, wenn auch nur sehr langsam.
Also Akku habe ich einen E-Bike Akku 36V, 150Wh, 20A maximaler 
Entnahmestrom.
Nach dem die 36V vom Akku nicht ausreichen brauche ich wohl ein Step-up 
modul.
Dort habe ich allerdings keines gefunden, welches Spannungen über 80V 
erreicht. Deswegen kam mir die Idee, dass ich zwei Power-up module in 
reihe Schalte.
Ich hab zwei module mit 1000W Leistung die ungefähr bis 60V gehen. Kann 
ich diese Eingangsseitig beide an meinen Akku anschließen und 
ausgangsseitig dann in reihe schalten, dass sich die Ausgangsspannungen 
addieren.
Mit Akkus geht das ja auch. Eben jetzt nur meine Frage ob das mit 
Power-up modulen auch funktioniert oder ob es dort was zu beachten gibt.

Hat sonst jemand eine ahnung wieviel Gleichspannug der Universalmotor 
benötigt wenn er auf 230V Wechselstrom ausgelegt ist.

Danke für eure Hilfe!
Beste Grüße
Peter

von hinz (Gast)


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Mit dem Motor wirst du bei Akkubetrieb nicht glücklich, der hat einen zu 
bescheidenen Wirkungsgrad.

von Udo S. (urschmitt)


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Für knapp über 100 Euro gibt es schon Stihl Rasentrimmer:
http://www.simon-profi-technik.de/angebot/stihl/stihl-fsa-45-kompakter-rasentrimmer-mit-integriertem-akku.html

geht also bestimmt auch deutlich günstiger.

Hinz hat auch recht.

Peter schrieb:
> Ich hab zwei module mit 1000W Leistung die ungefähr bis 60V gehen. Kann
> ich diese Eingangsseitig beide an meinen Akku anschließen und
> ausgangsseitig dann in reihe schalten, dass sich die Ausgangsspannungen
> addieren.

Das geht nur wenn Ein und Ausgangsspannung galvanisch getrennt sind.

Dein Selbstbau wird schlechter, schwerer und unhandlicher werden als ein 
käuflicher Trimmer.

Du kannst es also mit "ich will aber" versuchen, aber meiner Meinung 
nach gibt es bessere Ideen zum Basteln.

von Peter (Gast)


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Hallo,

vielen Dank für die schnellen Antworten!

Udo S. schrieb:
> Das geht nur wenn Ein und Ausgangsspannung galvanisch getrennt sind.
Wie kann ich das denn herausfinden bzw. testen?
Kann ich nicht Ausgangsseitig die Minuspole verbinden und die höhere 
Spannung an den beiden Pluspolen abgreifen? Brauche ich dann auch die 
galvanische Trennung?

Ja ich weiß dass es das schon sehr günstig zu kaufen gibt aber wenn ich 
die Teile eh dahabe ist es wohl noch günstiger ;)

Die Sense wird nicht sonderlich oft im Akkubetrieb genutzt (vllt. 5 mal 
im Jahr), deswegen bietet sich meiner Meinung nach so ein "Anbauakku" 
schon an. Und bei einem Neukauf steht wieder ein Teil mehr rum.

Danke und beste Grüße
Peter

von Udo S. (urschmitt)


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Peter schrieb:
> Kann ich nicht Ausgangsseitig die Minuspole verbinden und die höhere
> Spannung an den beiden Pluspolen abgreifen?

Nein, dann würdest du die Differenzspannung abgreifen, die bei 
identischen Wandlern 0V sein sollte.
Probiere es aus: Wenn du zwei gleiche Batterien oder Akkus mit den 
Minuspolen verbindest und dann an den Pluspolen misst, was misst du da?

Du müsstest den Ausgangs-Pluspol des einen mit dem Minuspol des anderen 
Wandlers verbinden, nur falls sie nicht galvanisch getrennt sind machst 
du damit einen Kurzschluss im ersten Wandler.

Ganz ehrlich: wenn das als Grundlage fehlt, dann bleibe bei Spannungen 
deutlich unter 60V, das ist nicht böse gemeint.

Vieleicht kannst du eher einen anderen Motor in dein Sensengehäuse 
einbauen der zum Akku passt. In Zeiten des 3-D Drucks hat man doch 
erheblich bessere Möglichkeiten für sowas.

von Udo S. (urschmitt)


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Noch was: Dein in der Sense verbaute Ein/Aus-Schalter dürfte ziemlich 
sicher nicht für Spannungen > 24V DC geeignet sein.
Wenn du die Sense an 120V DC hängst dann kann es sein daß beim 
Ausschalten ein Lichtbogen entsteht, der die den Schalter abbrennt.

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


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Peter schrieb:
> Hat sonst jemand eine ahnung wieviel Gleichspannug der Universalmotor
> benötigt wenn er auf 230V Wechselstrom ausgelegt ist.
Effektiv 230V bei Vollgas.

: Bearbeitet durch Moderator
von Elektrofan (Gast)


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> Effektiv 230V bei Vollgas.

Etwas weniger reicht (wg. der Feldinduktivität).
Mit ca. 210 V DC dürfte er genau so stark "sensen", wie direkt an
der Netzsteckdose. Natürlich nur ohne vorgeschalteten Dimmer.

von Dieter (Gast)


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Reihen-, oder Nebenschlussmotor?

Letzterer kann es uebelnehmen und schief gehen.

von Dieter W. (dds5)


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Dieter schrieb:
> Reihen-, oder Nebenschlussmotor?
>
> Letzterer kann es uebelnehmen und schief gehen.

Nebenschlussmotor geht nicht an AC wegen der unterschiedlichen 
Phasenverschiebungen von Feld- und Ankerwicklung.

von noc hance (Gast)


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hinz schrieb:
> Mit dem Motor wirst du bei Akkubetrieb nicht glücklich,
> der hat einen zu bescheidenen Wirkungsgrad.

Das ist der wichtigste Punkt hier. Könnte man wenigstens den
Motor auch wirklich sinnvoll nutzen, könnte man eine passende
(elektrisch passende, mit heutzutage auch ausreichend gutem
Wirkungsgrad) Lösung in Wandlerform überhaupt erst aussuchen.

Elektrofan schrieb:
>> Effektiv 230V bei Vollgas.
>
> Etwas weniger reicht (wg. der Feldinduktivität). Mit ca. 210
> V DC dürfte er genau so stark "sensen", wie direkt an
> der Netzsteckdose. Natürlich nur ohne vorgeschalteten Dimmer.

Dieter schrieb:
> Reihen-, oder Nebenschlussmotor?

Würde erst wichtig (zumindest für den TO selbst), wenn eine
sinnvolle elektrische Lösung auf dem Teppich stünde.


Aber geben wir doch mal nach: Elektrisch minimal nötig?

Synchroner Step-Down geschaltet als Invertierender Wandler.
(Mit Akku als Eingang kein Problem, Power-GND am - Ausgang.)

Mit Eingangsspannung gut oberhalb Netzzspannung. Also landet
man bei der Gegentakt-Stufe (Halbbrücke) eines Downstream-
Konverters mit z.B. 600V- oder 650V- Mosfets.

Aber >= 20A Peakstrom. (Wegen der hohen Übersetzung. Also
Halbbrücke für mittleren/hohen einstelligen kW-Bereich, und
dazu noch eine Drossel, die das alles ebenfalls mitmacht.)

Und das bau als Laie mal auf - da schlackern die Öhrchen.
Findet man nicht die Leiche so eines Downstream: K. V.


Eindeutig besser:

Die Eingangsstufe eines Wechselrichters für einen 36V-Akku.

Überdimensionierte Bauteile unnötig, dafür sorgt HF-Trafo.
Diese passenden induktiven BE hat ein solcher auch drin.

Das könnte die ideale Basis sein - elektrisch gesehen. Haben
wir immer noch das Problem mit dem Motor- Wirkungsgrad.

Peter schrieb:
> zwei Power-up module

Nicht "Power-Up". Geboostet wird nur die Spannung, Strom sinkt.

> zwei module mit 1000W Leistung die ungefähr bis 60V gehen

Module für echte 1kW sind aber auch nicht gerade billig. Was
hast Du da genau für Dinger? (Einfach nur aus Neugier, kaum
jemand hat aus Zufall so etwas übrig. Hier leider nutzlos...)

von noc hance (Gast)


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noc hance schrieb:
> Synchroner Step-Down geschaltet als Invertierender Wandler.
> ...
> Findet man nicht die Leiche so eines Downstream: K. V.

Ach so: Ja, als synchroner Boost würde man wenigstens um die
Akkuspannung verringertes ÜV haben, und ein Teil der Leistung
nicht durch die Drossel müssen.

Aber schwieriger zu murksen, Controller-Treiber-FB alles neu.

von Dieter (Gast)


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Dieter W. schrieb:
> Nebenschlussmotor geht nicht an AC wegen der unterschiedlichen
> Phasenverschiebungen von Feld- und Ankerwicklung.

Das ist so nicht richtig. Früher waren auch einphasenstrombetriebene 
Nebenschlussmotore (Universalmotore)in Waschmaschinen eingebaut. Für die 
Phasenverschiebung wurden verschiedene technische Lösungen verwendet um 
das Bürstenfeuer zu vermindern. Die Nebenschlusswicklung ist aber für DC 
und AC meist zu sehr unterschiedlich ausgelegt.

von Peter (Gast)


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Hallo,
danke für die Zahlreichen Antworten!

Udo S. schrieb:
> Nein, dann würdest du die Differenzspannung abgreifen, die bei
> identischen Wandlern 0V sein sollte.
Ja da hast du recht. Da hab ich was durcheinander gebracht.

Udo S. schrieb:
> Du müsstest den Ausgangs-Pluspol des einen mit dem Minuspol des anderen
> Wandlers verbinden, nur falls sie nicht galvanisch getrennt sind machst
> du damit einen Kurzschluss im ersten Wandler.
Sind anscheinend nicht galvanisch getrennt. Habs mal vorsichtig 
ausprobiert.

noc hance schrieb:
> Und das bau als Laie mal auf - da schlackern die Öhrchen.
> Findet man nicht die Leiche so eines Downstream: K. V.
Ich versteh noch nicht ganz warum das nötig sein sollte. Mir reicht doch 
ein Step-up Wandler der mir 36V DC auf 120V DC wandelt.
Nachdem ich den noch nicht gefunden habe eben die Idee mit den zwei 
modulen...is doch jetz nicht so abwägig.
Das man bei so hohen Spannungen bisschen besser aufpassen muss ist mir 
auch bewust....

noc hance schrieb:
> Die Eingangsstufe eines Wechselrichters für einen 36V-Akku.
Die Idee mit einem Stinknormalen Wechselrichter hatte ich auch schon, da 
habe ich aber leider keinen gefunden der mit 36V Eingangsspannung klar 
kommt.

noc hance schrieb:
> Module für echte 1kW sind aber auch nicht gerade billig. Was
> hast Du da genau für Dinger? (Einfach nur aus Neugier, kaum
> jemand hat aus Zufall so etwas übrig. Hier leider nutzlos...)
Diese hier: 
https://www.amazon.de/Portable-Constant-Current-Converter-Step-up/dp/B07QD4N15H/ref=sr_1_2?__mk_de_DE=%C3%85M%C3%85%C5%BD%C3%95%C3%91&keywords=boost+step+up+power+module+1200W&qid=1559739642&s=gateway&sr=8-2

von Dieter (Gast)


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Hast Du schon den Widerstand gemessen und den Strom bei 39V?
Gibt es ein Foto vom Motor?

von hinz (Gast)


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Dieter schrieb:
> Gibt es ein Foto vom Motor?

Das ist ein Allstrommotor billigster Bauart, wie üblich bei solcherlei 
Maschinen.

von Dieter (Gast)


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Aus dem Foto des Motors könnte man ggf. noch was über die Verschaltung 
herausbekommen. Der erste Billigtrimmer war ein Reihenschlussmotor bei 
meinen Eltern. Wenn das Schneideseil ab war, dann drehte er noch einmal 
gewaltig hoch und dann schoss der Rollenkörper durch die Gegend. Der 
neue Trimmer scheint wohl ein Nebenschlussmotor zu sein. Der dreht nicht 
ab, wenn die minimale Last weg ist und geht daher viel besser.

Wenn die Nebenschlusswicklung des Stators statt an AC an DC 
angeschlossen würde, wäre schon bei 60V ein (zu) hoher Strom durch diese 
Wicklung.

von hinz (Gast)


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Dieter schrieb:
> Aus dem Foto des Motors könnte man ggf. noch was über die Verschaltung
> herausbekommen.

Das sind stets Reihenschlussmotore.

von Elektrofan (Gast)


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> Früher waren auch einphasenstrombetriebene
> Nebenschlussmotore (Universalmotore)in Waschmaschinen eingebaut

Universalmotoren sind Reihenschlussmotoren. Die laufen an AUCH an DC.

Nebenschlussmotoren laufen NICHT an AC (jedenfalls nicht vernünftig).

von Dieter (Gast)


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Elektrofan schrieb:
> Nebenschlussmotoren laufen NICHT an AC (jedenfalls nicht vernünftig).

Gegenueber DC muss der Kommutator bei AC um einen Winkelversatz 
angebracht werden. Dieser ist hoeher als nur bei DC zur Minimierung des 
Buerstenfeuers.

Damit die Drehzahl nicht nach oben abdreht, gibt es manchmal eine 
RC-Reihenschaltung parallel zum Anker/Rotor, die bewusst grosszuegiger 
gehalten wird, als nur fuer die Snubberfunktion notwendig waere.
Dann heatte der Motor aber drei Anschluesse. Integriert aber nur zwei 
und es waere verleaumderisch das als geplante Obsolenz oder LiveCycle zu 
bezeichnen.

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