Phasenanschnittsteuerung an Drehstrommotor

[110er]

Hallo!

Hoffe, dass es kein Problem für euch ist, dass sich meine Frage nicht über Robotoren ist...

Ich habe in der Werkstatt einen Abzugslüfter für Schleifstaub und Schweißrauch. Dieser wird durch einen gewöhnlichen Drehstrommotor (P=250 W) angetrieben. Da ich dort keinen Dreiphasenstom zur Verfügung habe, ist der Motor per Steinmetzschaltung geschaltet (Dabei wird eine Motorspule über einen Kondensator an die Phase gelegt).

Vor ein paar Tagen habe ich gesehen, dass ich noch reichlich Triacs BT137/600 habe und damit mal eine Phasenanschnittsteuerung zusammengesteckt. Wenn ich damit den Motor ansteuere (Serienschaltung), sieht es bei jedem Leistungsbereich so aus, als bekäme die dritte Spule keinen Strom; der Motor dreht ganz leicht an und erreicht dann seinen "toten Punkt"...

Ich kann mir gerade nicht erklären, warum die Steinmetzschaltung nicht mit Phasenanschnittsteuerung funktioniert... Sollte ich besser die Phase kurzzeitig ganz unterbrechen (z.B. 0,1 Sekunden ein, 0,1 Sekunden aus usw.) um die Leistung des Lüfters zu drosseln?

Gruß

Matthias

[steg14]

ich bin kein Motorexperte. Aber wenn sich Drehstrommotoren mit 3 Phasen schon nur durch Frequenzumrichter regeln lassen, wird es bei der Kondensatorschaltung auch nicht anders sein.
Eine Phasenanschnittsteuerung könnte ausserdem Probleme machen bei Kapazitiv-Induktiver Last.
Kondensatormotoren laufen bei Unterspannung meist auch normal weiter und bleiben dann stehen. Zumindest müsstest du mal zum Anlauf auf volle Leistung gehen.
Ich würde mit möglichst langen Zeiten ein ausschalten, wie es die Trägheit des Motors zulässt.
Oder einen kleinen Frequenzumrichter kaufen, also so ein Ding das aus 230V frequenzregelbaren Drehstrom macht.

[Jakob L.]

Hallo,

du willst doch mit der Dimmung wahrscheinlich erreichen, dass der Motor sich langsamer dreht. Dazu ist jedoch eine niedrigere Frequenz als 50 Hz erforderlich. Eine Veränderung der Frequenz kann man nicht einfach mit einer Phasenanschnittsteuerung erreichen. Alternativen wären wohl nur ein Austausch des Motors oder die Anschaffung eines Frequenzumrichters.

Gruss
Jakob

[Skynet]

Hallo!

Würde sich der Motor langsamer drehen, wenn er mit einer Schaltung die jede zweite Amplitude wegschneide betrieben wird. Praktisch 50Hz / 2 = 25Hz.

Dann würde sich die Drehgeschwindigkeit halbieren, oder?

[steg14]

zuerst mal müsste man klären ob es ein Synchron- oder ein Asynchronmotor ist. Das sind völlig unterschiedliche Dinge. Wenn Matthias einen Sychronmotor mit Steinmetzschaltung betreibt gibt es Probleme.

@Skynet. Keine schlechte Idee, beim Sychronmotor einmal die obere Halbwelle, 2 Halbwellen auslassen dann eine untere. Mal testen...

Beim Asynchronmotor lässt sich durch reduzieren der Spannung die Kennlinie verschieben. Die Drehzahl geht dann unter Last runter.

Ich teste sowas normalerweise einfach, bevor ich stundenlang rechne und dikutiere.

[Skynet]

Danke!

Es sollten meiner Meinung nach keine gleichen Hablwellen nach einander folgen, also keine 2 positiven ohne eine negative. Dass würde das Drehfeld im Motor durcheinander bringen und es könnten dann höhere Ströme folgen.
Dass beste währe n Frequenzumrichter da ist die Amplitude in unseren Beispiel langgezogen, also durchgängig ohne Pause.

Dass mit der Spannungsreduzierung ist auch nicht schlecht, die Motordrehzahle ist somit bei entsprechender Belastung niedriger.

[Manf]

Der Lüfter wird ein Asynchronmotor sein, bei gleicher Frequenz im Drehfeld läßt sich die Frequenz kaum sinnvoll senken (ohne den Läufer zu modifizieren).
Hat jemand Erfahrung mit der Ausblendung von 2 Halbwellen und der Drittelung der Frequenz bei Asynchronmotoren?
Manfred

[steg14]

@Manfred
du meinst sicher Synchron oder?

Habs mal aufgemalt. Man müsste f/3 rausbekommen.
Leider wird der Strom vermutlich zu gering sein.
Einen Versuch ist es wert.

[jumbo]

Hi

Also wenn du eine dauerlösung willst würde ich einen Frequenzumformer verwenden. Die haben in der kleinen Klasse nur 230Volt Versorgungsspannung und geben dir 3X230 Volt raus.
Konensator raus und anschließen.
Preis kommt auf die Leistund an.

Gruß Jumbo

[Skynet]

Hallo!

Ob dass mit dem Abhacken der Amplituden am Asynchronmotor überhaupt so richtig funktioniert, man kanns nur mal ausprobieren.
:idea: Die Schaltung, mit Tyristoren oder Triac´s betreiben die von einem Controller oder einer Logischen Zählerschaltung gesteuert wird. (wird mich reizen)
Nur mein Bedenken! :-k Der Motor ist so gebaut dass er die volle Amplitude folgt, auch wenn dann die hälfte der Halbwellen fehlen ist die Amplitudensteilheit der Übrigen genauso wie vorher bei den 50Hz.
Weis nicht dass währe wie ein ständiges anlaufen.
Man sieht´s halt nur wenn man´s probiert hat

[radbruch]

Hallo


Also wenn du eine dauerlösung willst würde ich einen Frequenzumformer verwenden.Dem kann ich nur zustimmen, weil
Beim Asynchronmotor lässt sich durch reduzieren der Spannung die Kennlinie verschieben. Die Drehzahl geht dann unter Last runter.
Nicht die Kennlinie, sondern der Arbeitspunkt auf der Kennlinie verschiebt sich, oder? Wenn du dabei durch weniger durchgeschaltete Halbwellen unter das sogenannte Sattelmoment kommst, bleibt der Motor stehen (oder läuft gar nicht erst an)

gruß

mic

[Skynet]

Ich denke auch dass ist ein Asynchronmotor, sind ammeisten verbreitet.
Synchronmotoren drehen sich synchron mit der netzfrequenz auch bei belastung, da verändert sich nur der schlupf.

könnte man die f/3-Lösung mit Widerstand in reihe und Kondensator parrallel zur Motorwicklung die Amlitude nicht einwenig strecken?

[Skynet]

Ja klar. Frequnzumformer ist bei sowas immer die beste Lösung, sind auch z.T. günstiger als ein Getriebe.

und ob der Motor anläuft ist auch ne gute frage

[steg14]

also ich probier da jetz mal aus.
Ich habe gerade den Motor vom Brenner meiner Heizung ausgebaut, das ist einer mit Steinmetzschaltung.
Die Ansteuerplatine ist auch schon fertig.
Im Programm ist noch ein Fehler. Wird aber heute noch fertig.

[geronet]

Ich hatte mal einen Motor mit Kondensator per Phasenanschnitt ausprobiert, der hat aber nur zum brummen angefangen, immer stärker je grösser der Anschnitt war. Die Drehzahl änderte sich im Leerlauf aber nicht.

Grüsse, Stefan

[steg14]

Mist wo ist der Fehler?
der Timer Interrupt kommt nicht




#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include <Stdio.h>
#include "BinaryNr.h"


#define F_CPU 1000000 // Interner Takt 1MHz
#define Prescaler 8; // Timer 1 Vorteiler
#define startwert 65537-625; // Zähler Startwert, 5ms

#define u8 unsigned char
#define u16 unsigned int

/* Variablen */
u8 periode=0;

/* INIT */
void port_init(void){ // initialize ports
DDRC = B00110000; // PORTC 4 und 5 als Ausgang
}

void timer_start(int zeit){
TIMSK |= (1 << TOIE1); // Timer 1 Overflow Interrupt enable
TCNT1 = 65537-zeit; // 625 = 5ms;
}

//Analog-Comparator Interrupt Routine
SIGNAL (ANA_COMP_vect){
cli();
periode++;
if (periode==1){
PORTC |= (1 << 5); // einschalten
timer_start(625); // 5ms warten 1/2 Halbwellen (Triggerimpuls Triac)
ACSR=B00001011; // umschalten auf steigende Flanke
}
if (periode==2){ //
ACSR=B00001010; // umschalten auf fallende Flanke
}
if (periode==3){ //
ACSR=B00001011; // umschalten auf steigende Flanke
}
if (periode==4){ //
PORTC |= (1 << 5); // einschalten
timer_start(625); // 5ms warten 1/2 Halbwellen (Triggerimpuls Triac)
ACSR=B00001010; // umschalten auf fallende Flanke
}
if (periode==3){ //
ACSR=B00001011; // umschalten auf steigende Flanke
}
if (periode==2){ //
ACSR=B00001010; // umschalten auf fallende Flanke
periode=0;
}
sei(); // enable interrupts
}


//Timer Interrupt
SIGNAL (TIMER1_OVF_vect){ // Timer1 overflow nach 5ms
PORTC &= ~(1 << 5); // abschalten
}


/*********************/
int main(){
port_init(); // Ports initialisieren
ACSR=B00001010; // analog-Komparator fallende Flanke
periode = 0;
sei(); // enable interrupts

for(;;){ // tue nix Schleife
}
}

[steg14]

OK
hab: TCCR1B = B00000010; // Prescaler auf 8 stellen
vergessen

[steg14]

es läuft jetzt, aber der Motor macht merkwürdige Geräusche.
hier der Code

#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include <Stdio.h>
#include "BinaryNr.h"


#define F_CPU 1000000 // Interner Takt 1MHz
#define Prescaler 8; // Timer 1 Vorteiler
#define startwert 65537-625; // Zähler Startwert, 5ms

#define u8 unsigned char
#define u16 unsigned int

/* Variablen */
u8 periode=0;

/* INIT */
void port_init(void){ // initialize ports
DDRC = B00110000; // PORTC 4 und 5 als Ausgang
}

void timer_start(int zeit){
TIMSK |= (1 << TOIE1); // Timer 1 Overflow Interrupt enable
TCNT1 = 65537-zeit; // 625 = 5ms;
}

//Analog-Comparator Interrupt Routine
SIGNAL (ANA_COMP_vect){
cli();
periode++;
if (periode==1){
PORTC |= (1 << 5); // einschalten
timer_start(1250); // 10ms warten 1 Halbwelle (Triggerimpuls Triac)
ACSR=B00001011; // umschalten auf steigende Flanke
}
if (periode==2){ //
ACSR=B00001010; // umschalten auf fallende Flanke
}
if (periode==3){ //
ACSR=B00001011; // umschalten auf steigende Flanke
}
if (periode==4){ //
PORTC |= (1 << 5); // einschalten
timer_start(1250); // 10 ms warten 1 Halbwelle (Triggerimpuls Triac)
ACSR=B00001010; // umschalten auf fallende Flanke
}
if (periode==5){ //
ACSR=B00001011; // umschalten auf steigende Flanke
}
if (periode==6){ //
ACSR=B00001010; // umschalten auf fallende Flanke
periode=0;
}
sei(); // enable interrupts
}


//Timer Interrupt
SIGNAL (TIMER1_OVF_vect){ // Timer1 overflow nach 5ms
PORTC &= ~(1 << 5); // abschalten
}


/*********************/
int main(){
port_init(); // Ports initialisieren

TCCR1B = B00000010; // Prescaler auf 1024 stellen
TIMSK |= (1 << TOIE1); // Timer 1 Overflow Interrupt enable
ACSR=B00001010; // analog-Komparator fallende Flanke

sei();
for(;;){ // tue nix Schleife
}
}



und hier ein Video vom Motor:
http://www.stegem.de/Elektronik/motor/MOTOR.AVI

Ich werde morgen vielleicht mal noch andere Motoren testen.