Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik DC Motor mit Bürsten 220V 600W Drehzalregelung


von Hans L. (jeanlion)


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Hallo -- wir konnten eine kleine Drehbank (Optimum) ergattern, leider 
ohne eine Drehzahlsteuerung. Der Antriebsmotor ist 220VDC, mit Bürsten, 
600W und Drehzahl von 5600 U/min  -- natürlich mit externem Getriebe.

Ich will nun einen Drehzahlregler bauen/ finden der
a) auch bei schwankender last (typisch bei einer Drehbank) die Drehzahl 
konstant hält.
b) den Motor schont, sodass beim Betrieb nicht irgendwelche Vibrationen, 
induziert vom Regler auf die Dreharbeiten übertragen werden.

Dazu folgende Fragen:
>> Kennt jemand einen Lieferanten der solche Regler (für 220VDC 600W Motoren) 
verkauft -- ich will keine billigen ebay, amazon oder chinaregler kaufen.
>> Wie soll der Motor geregelt werden? PWM ?
>> Hat jemand ein Schema oder gar ein Berechnungsprogramm für eine solchen Regler?

Hoffe auf gute Ideen   - Danke
JeanLion

von Helge (Gast)


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Jedenfalls bräuchte der Motor einen Drehzahlgeber. Dynamo, optisch und 
Hallsensor sind da gebräuchlich. schauen, was sich anbringen läßt.

AC-Drehzahlregler wurden hier schon häufiger vorgestellt. Die können 
auch Gleichrichter + Gleichstrommotor.

von BOOMERang (Gast)


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Mach lieber erstmal ein Bierchen auf!

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Da könnte man recht viel beim Waschmaschinenmotor klauen und dem Motor 
die gleichgerichtete Spannung anbieten wenn er unbedingt DC will. 
Allerdings erzeugt die Phasenanschnittsteuerung 100Hz Mikroruckler, die 
bei hoher Last und geringer Drehzahl eventuell stören können. Einen 
wirklich ruhigen Lauf bekommt man nur mit sauberem Gleichstrom hin, also 
Netzspannung gleichrichten (bei 600W wird eine PFC gefordert) und aus 
den gewonnenen 330..420Vdc (nach PFC) mittels 50..100kHz PWM und 
anschließender Siebung über ein LC-Glied den Betriebsstrom für den Motor 
erzeugen.

Viel Spaß!

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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So einen Motor habe ich schon erfolgreich mit normalem FU (den aus 
meinem Projekt hier aus dem Wettbewerb) und anschliessendem 
Gleichrichter gesteuert. Gleichrichter sollte schnelle Dioden haben. Und 
der FU braucht einen Kontrolleingang, mit dem man ins V/F Verhältnis 
eingreifen kann, also eine Spannungsregelung. Die Arbeitsfrequenz ist 
praktisch frei wählbar und kann konstant bleiben.
Nun brauchts nur noch eine Feedbackschleife, denn die PID Regelung ist 
in meinem Projekt schon drin.

: Bearbeitet durch User
von Thomas R. (thomasr)


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Ein Drehzahlregler aus einer guten Bohrmaschine? Auch die haben 
Allstrommotoren mit Bürsten. Die älteren brauchten dafür noch 
Tachogeneratoren, heute wird die tatsächliche Drehzahl aus der EMK und 
dem „Pulse count“ des Lamellenwechsels ermittelt.

Meine 1.000 Watt Metabo hatte einen Getriebeschaden und wäre in der 
Bucht gelandet, wurde dann aber doch im Werk repariert. Vielleicht 
findest du so ein Angebot?

von Hermann S. (diphtong)


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Hans L. schrieb:
> Hallo -- wir konnten eine kleine Drehbank (Optimum) ergattern, leider
> ohne eine Drehzahlsteuerung. Der Antriebsmotor ist 220VDC, mit Bürsten,
> 600W und Drehzahl von 5600 U/min  -- natürlich mit externem Getriebe.
>
> Ich will nun einen Drehzahlregler bauen/ finden der
> a) auch bei schwankender last (typisch bei einer Drehbank) die Drehzahl
> konstant hält.
> b) den Motor schont, sodass beim Betrieb nicht irgendwelche Vibrationen,
> induziert vom Regler auf die Dreharbeiten übertragen werden.

Vll. dürfte hier ein Drehzahlregler von einer Optimum BF20 
funktionieren. Die haben auch so einen Motor drin. Es gibt viele Leute, 
die sich die BF20 auf Asynchronmaschine umbauen und dann die Steuerung 
übrig ist ;-)

Aber meine Empfehlung: Umbau auf Asynchronmaschine mit FU.

In meiner 600 mm RC-Machines ist ein 750 W Asynchronmotor drin, der 
reicht auch eigentlich aus. Gibt nur sehr wenig Fälle wo ich mehr Power 
gebraucht hätte.

von MaWin (Gast)


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Hermann S. schrieb:
> In meiner 600 mm RC-Machines ist ein 750 W Asynchronmotor drin, der
> reicht auch eigentlich aus. Gibt nur sehr wenig Fälle wo ich mehr Power
> gebraucht hätte

Na ja, die hat auch ein Riemengetriebe. Weniger Drehzahl, mehr 
Drehmoment. Und einen Anlaufkondensator von 3-facher Kapazität des 
Betriebskondensator s, gleich 2kW im Anlaufmoment.

Da reicht die Kraft bis zur Verformung des Betts, mehr Motorleistung 
wäre ohne stabilere Maschine sinnlos.

Aber diejenigen

Hans L. schrieb:
> kleine Drehbank ... leider ohne eine Drehzahlsteuerung.

wollen die Drehzahl runterregeln und auf Getriebeumschaltung verzichten. 
Da bleibt das Drehmoment auch bei geringer Drehzahl gleich, man bekommt 
also nur einen Bruchteil der Motorleistung, bei 10% der Drehzahl halt 
nur 1/10. Die bräuchten einen 7.5kW Motor um dieselbe Leistung zu 
bekommen, und der müsste 32A zum Anlaufen bekommen.

von Hermann S. (diphtong)


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MaWin schrieb:
> Hermann S. schrieb:
>> In meiner 600 mm RC-Machines ist ein 750 W Asynchronmotor drin, der
>> reicht auch eigentlich aus. Gibt nur sehr wenig Fälle wo ich mehr Power
>> gebraucht hätte
>
> Na ja, die hat auch ein Riemengetriebe. Weniger Drehzahl, mehr
> Drehmoment. Und einen Anlaufkondensator von 3-facher Kapazität des
> Betriebskondensator s, gleich 2kW im Anlaufmoment.

Ja Riemen, Asynchronmotor mit 1 Polpaar. Und keinen 
Anlaufkondensator...ist ein stinknormaler Asynchronmotor, 3-phasen, 
original in Sternschaltung.
Der TO hat doch auch ein Getriebe drin?! -hat er zumindest geschrieben, 
wies aussieht weiß ich nicht.

> Da reicht die Kraft bis zur Verformung des Betts, mehr Motorleistung
> wäre ohne stabilere Maschine sinnlos.
>
> Aber diejenigen
>
> Hans L. schrieb:
>> kleine Drehbank ... leider ohne eine Drehzahlsteuerung.
>
> wollen die Drehzahl runterregeln und auf Getriebeumschaltung verzichten.
> Da bleibt das Drehmoment auch bei geringer Drehzahl gleich, man bekommt
> also nur einen Bruchteil der Motorleistung, bei 10% der Drehzahl halt
> nur 1/10. Die bräuchten einen 7.5kW Motor um dieselbe Leistung zu
> bekommen, und der müsste 32A zum Anlaufen bekommen.

Ja das war auch mein Gedanke mit dem FU. Die Maschine ist meist auf 
mittlerer Drehzahl (am Riemen) eingestellt, dann kann ich mit dem FU 
schön die Drehzahl steuern.
Ja man merkt natürlich dass die Leistung dann bei geringen Drehzahlen 
fehlt, jedoch kann man mit dem FU den Motor in gewisser Weise 
"vorspannen", da kann man dann schon einiges kompensieren. Hab da auch 
nur nen billigen FU, ein guter kann das vll. noch besser.
Wenn natürlich extreme Kraft oder Drehzahl gefordert ist, muss ich halt 
den Riemen umspannen.

Vorteil mit dem FU ist noch, man kann An- und Ausfahrrampen 
programmieren, also man kann den Motor beim Ausschalten bremsen -> 
Maschine kommt schneller zum Stillstand und man muss nicht ne "halbe 
Minute " warten bis die ausgelaufen ist.

: Bearbeitet durch User
von Elektrofan (Gast)


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> DC Motor mit Bürsten 220V 600W Drehzalregelung

Vielleicht reicht ja doch eine DrehzahlSTEUERUNG?

Ein DC-Nebenschlussmotor mit 600 W und konstant erregtem Feld
(ggf. mit Dauermagnet) hat doch schon eine ziemlich "harte" Kennlinie.

Vielleicht könnte man sich die Mimik mit Tachogenerator usf.
doch sparen?

von Hans L. (jeanlion)


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Nun hab ich doch einige Anregungen erhalten -- danke.
Was ist nun wirklich die beste / sinnvollste Lösung?

a) Umbau auf Asynchronmotor mit FU Steuerung?
b) Umbau auf DC Motor 36V / 20 A mit PWM Steuerung?
c) Netzspannung gleichrichten und mit schnellen Dioden gleichrichten und 
aus
den gewonnenen 330..420Vdc (nach PFC) mittels 50..100kHz PWM und
anschließender Siebung über ein LC-Glied den Betriebsstrom für den Motor
erzeugen?

Eigentlich will ich das bestehende Getriebe weiter benutzen, denn der 
Getriebeumbau ist zu aufwendig.

Wer kann mir nun die Vor-/Nachteile der Varianten darlegen, begründen 
etc.

Insgesamt will ich nicht mehr als €500 ausgeben für die Regelung der 
Drehbank - das sollte reichen, um eine zuverlässige und dauerhafte 
Regelung zu bauen/ kaufen.
Danke euch!

von michael_ (Gast)


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Thomas R. schrieb:
> Ein Drehzahlregler aus einer guten Bohrmaschine? Auch die haben
> Allstrommotoren mit Bürsten. Die älteren brauchten dafür noch
> Tachogeneratoren, heute wird die tatsächliche Drehzahl aus der EMK und
> dem „Pulse count“ des Lamellenwechsels ermittelt.

Was ist bei dir alt?
Seit dem es Thyristoren/Triac gibt, ist die Regelung mit der Gegen-EMK 
Standart.
Wird in jeder Bohrmaschine oder Staubsauge eingesetzt.
Das ist dem TO vermutlich zu simpel.

von Hermann S. (diphtong)


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Hab da noch ne Variante für Dich:
https://www.ebay.de/itm/352752590394?chn=ps&_trkparms=ispr%3D1&amdata=enc%3A16rTeoehURBOwVm4LWREHeQ82&norover=1&mkevt=1&mkrid=707-134425-41852-0&mkcid=2&itemid=352752590394&targetid=1716911581359&device=c&mktype=pla&googleloc=9042588&poi=&campaignid=17943303986&mkgroupid=140642150118&rlsatarget=pla-1716911581359&abcId=9301060&merchantid=7364532&gclid=EAIaIQobChMIu_7Mmfz8-QIVUQGLCh0qQAb6EAQYBSABEgIb0_D_BwE

AC Servomotor...dann kannst deine Spindel notfalls auch in der Position 
regeln. Mit einer zusätzlichen angetriebenen Spindel am Querschlitten 
kannst dann auch z. B. 6-Kante fräsen (CNC).

Was ist das denn genau für eine Drehmaschine? -Vll. könnte man dann auch 
Tipps bzgl. dem Getriebe geben...

: Bearbeitet durch User
von Rainer D. (rainer4x4)


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Hans L. schrieb:
> Was ist nun wirklich die beste / sinnvollste Lösung?
>
> a) Umbau auf Asynchronmotor mit FU Steuerung?
>
> Eigentlich will ich das bestehende Getriebe weiter benutzen, denn der
> Getriebeumbau ist zu aufwendig.
>
> Wer kann mir nun die Vor-/Nachteile der Varianten darlegen, begründen
> etc.
>
> Insgesamt will ich nicht mehr als €500 ausgeben für die Regelung der
> Drehbank
Ich hab meine Dreh- und Fräsbank auf FU und Asynchronmotoren umgerüstet. 
Die Riemengetriebe habe ich so erhalten wie sie waren. Für mich die 
beste Lösung! Die Riemen lege ich nur noch um wenn ich Gewinde schneiden 
will. Na ja, oder wenn ich zwischen sehr großen und sehr kleinen 
Durchmessern wechsle. Das gilt sowohl für die Drehbank, als auch für die 
Fräsmaschine.

Gekostet hat das im wesentlichen zwei Mal ca. 120 Euro für die beiden 
neuen Motoren 
(https://www.ebay.de/itm/182494046323?hash=item2a7d7e2873:g:NH4AAOSwo~ti~5tf), 
und etwa je 130 Euro für die beiden gebrauchten FUs (Danfos und SEW).

Beim Kauf der Motoren achte auf die verschiedenen Befestigungsarten! Die 
Wellendurchmesser musst Du ggf VOR dem Umbau auf der Drehbank 
adaptieren.

von MaWin (Gast)


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Hans L. schrieb:
> wir konnten eine kleine Drehbank (Optimum) ergattern, leider ohne eine
> Drehzahlsteuerung. Der Antriebsmotor ist 220VDC, mit Bürsten, 600W und
> Drehzahl von 5600 U/min  -- natürlich mit externem Getriebe.
> Ich will nun einen Drehzahlregler bauen/ finden der
> a) auch bei schwankender last (typisch bei einer Drehbank) die Drehzahl
> konstant hält.

https://www.ebay.de/itm/194732677883

von Elektrofan (Gast)


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> Seit dem es Thyristoren/Triac gibt, ist die Regelung mit der
> Gegen-EMK Standart.
> Wird in jeder Bohrmaschine oder Staubsauge eingesetzt.

Bei ganz vielen solchen Geräten ist -ab Werk-
(nur) eine Phasenanschnitt-STEUERUNG vorgesehen.

Für eine (überlagerte) "Regelung", falls  gewünscht,
muss die/der/das Benutzer/iNe selbst sorgen...

von MaWin (Gast)


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Elektrofan schrieb:
>> Seit dem es Thyristoren/Triac gibt, ist die Regelung mit der
>> Gegen-EMK Standart.
>> Wird in jeder Bohrmaschine oder Staubsauge eingesetzt.
>
> Bei ganz vielen solchen Geräten ist -ab Werk-
> (nur) eine Phasenanschnitt-STEUERUNG vorgesehen.
> Für eine (überlagerte) "Regelung", falls  gewünscht,
> muss die/der/das Benutzer/iNe selbst sorgen...

Na ja, nicht in jeder, aber oft wird keine Regelung, aber eine 
Kompensation per GegenEMK gemacht, das ist einfach und billig.

http://www.soloelectronica.net/triac/APPCHP6.PDF

von jeanlion (Gast)


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MaWin -- ich versuchs mal mit dem von dir vorgeschlagenen Regler.
Eine Triac Regelung ist generell nicht empfohlen, denn das gibt viele 
hochfrequente Oberwellen, die dann im Motor vibrtationen bei hoher Last 
verursachen.

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