-
-
230V Motorseilwinde aus dem Baumarkt über Controller steuern
Hallo Bastelkollegen!
Für folgendes Projekt...
http://cyberniklas.de/gallerydrive/r...room_test1.htm
bzw.
http://cyberniklas.de/gallerydrive/m...esentation.htm
(Da sieht man das Teil besser - es kommt aber erst am Ende des Videos)
... möchte ich eine 230V Seilwinde aus dem Baumarkt über einen Controller (ATmega) steuern. Eine Geschwindigkeitsregelung benötige ich nicht. Es reicht, wenn der Controller den Motor an- und abschalten kann, sowie wenn er die Drehrichtung ändern kann.
Klingt also eigentlich ganz einfach.
Zunächst habe ich eine Ansteuerung über Relais gebaut, die allerdings nach drei Mal erfolgreichen Schaltens den Geist aufgegeben hat, da die beim Abschalten entstehenden Induktionsströme des Motors die Kontakte der Relais zusammengeschweißt haben.
Meine nächster Plan war, die Ansteuerung über vier Solid State Relais zu realisieren. Verwendet habe ich Sharp S216S02. (Datenblatt:http://www.sharp-world.com/products/.../s116s02_e.pdf)
Ich habe zwei unterschiedliche Schaltungen ausprobiert. Einmal die Steinmetz-Schaltung, das andere Mal habe ich mich an der Originalverschaltung orientiert, bei der zwei Anschlüsse (Wechselstrom, der gleiche Wechselstrom über Kondensator) umgepolt werden. Das habe ich über eine H-Brücke realisiert.
Hier gibt es Bilder der Schaltungen:
Originalverschaltung: http://cyberniklas.de/roboternetz/as...uerung0001.gif
Steinmetzschaltung: http://cyberniklas.de/roboternetz/as...uerung0002.gif
H-Brücke: http://cyberniklas.de/roboternetz/as...uerung0003.gif
Das Ergebnis bei beiden Tests war das Gleiche: Der Motor hat im Wesentlichen sehr laut gebrummt, bewegt hat er sich nicht - bzw. wenn er sich doch bewegt hat, dann nur mal ganz kurz am Anfang. Um dann anschließend stehenzubleiben und zu brummen.
Hat jemand eine Idee, warum das so nicht funktioniert - oder noch besser: Hat jemand einen Tipp wie die Ansteuerung robust und zuverlässig zu realisieren ist?
Hier noch die Daten des Motors:
500 Watt / 230VAC Asynchronmaschine mit 20uF / 450VAC Kondensator
Vielen Dank,
Niklas
-
Erfahrener Benutzer
Robotik Einstein
Komische Idee, induktive Lasten, bei denen es auch noch auf Phasenverschiebungen ankommt, mit Nullspannungsschaltern zu kombinieren.
Nimm bitte Relais, aber solche, die den Strom auch halten!
Und da der Anlaufstrom wahrscheinlich richtig hässlich ist, würde ich vorschlagen: ein 1xUM-Relais mit 10A oder so, einfacher Printtyp, für die Drehrichtungsumkehr und ein dickes Teil zum Einschalten, wobei natürlich im Betrieb das Drehrichtungsrelais nicht mehr schalten darf. Notfalls zwei Relais für Betrieb: eins schaltet das Ganze über einen dicken Vorwiderstand ans Netz, das andere brückt kurz darauf den Widerstand. Die Induktionsspannung (nicht Strom) musst Du natürlich auch noch bekämpfen, entweder RC-Snubber oder einen Varistor über den Kontakt. Dann sollte es klappen.
-
Wie es ausschaut, kommen die solid state Relais nicht mit der
reinen kapazitiven Belastung zurecht.
Die beste Lösung ist, denke Ich mit Relais deren Kontakte mit einer
RC Reihenschaltung gebrückt sind.
Vieleicht auch beim Umsteuern warten, bis der Motor zum Stillstand
gekommen ist.
Gruß,
andreas
-
Hallo shaun, hallo root!
Vielen Dank erstmal für die schnellen Antworten. Die Schaltungs- bzw. Optimierungsvorschläge klingen gut... dann werde ich mich also wieder der Relaissteuerung zuwenden.
Allerdings - und das geht jetzt an Dich, shaun, verstehe ich erst mal nicht, was an meiner Idee, Solid State Relais zu verwenden soooo komisch war. Lt. Datenblatt sind die Teile ausdrücklich dazu gedacht (ich zitiere
Motoren, Ventilatoren, und Spulen zu steuern. Na, wenn das keine induktiven Lasten sind!
Ich vermute daher auch, wie root, dass das Problem eher mit dem fetten Kondensator in der Schaltung zusammenhängt.
Naja, aber wenn jemand genauer weiss, was das Problem in den Schaltungen war, bzw. weshalb die Solid State Relais mit dem Motor nicht zurechtkommen und die Ursache des Problems auch erklären kann: Ich würde mich freuen dazuzulernen!
Viele Grüße,
Niklas
-
Ok, ich habe jetzt mal einen neuen Plan gezeichnet:
http://cyberniklas.de/roboternetz/as...uerung0004.gif
Als Relais würde ich diese hier verwenden:
http://www.conrad.de/goto.php?artikel=505048
Als Kondensatoren für die RC-Glieder schwebt mir dieser Typ vor:
http://www.conrad.de/goto.php?artikel=459348
Und als Varistoren möchte ich diese bestellen:
http://www.conrad.de/goto.php?artikel=500604
Nun noch ein paar Fragen:
- Habe ich die Varistoren richtig verschaltet?
- Reicht für die Widerstände 1/4 Watt aus oder muss ich die größer dimensionieren?
- Sind die RC-Glieder richtig herum eingezeichnet? (Bei meiner Recherche im Netz habe ich diesbezüglich widersprüchliche Informationen gefunden)
- Meint Ihr, dass das so funktioniert?
Den 12 Volt Stromkreis würde ich dann übrigens über ein Darlington IC vom Controller aus steuern - wahrscheinlich mit Optokopplern dazwischen.
Vielen Dank schonmal für die Mühe!
-
Ja, Hallo
Kondensatoren und Relais sehen gut aus, Wiederstände min 5W
und die RC Kombination muß die Relaiskontakte überbrücken (zur
Funkenlöschung).
Ich hoffe, das hilft erstmal weiter.
Gruß,
andreas
-
Neuer Benutzer
Öfters hier
Hi,
ich habe diesen alten Thread nochmal ausgegraben, weil ich gerade vor dem selben Problem stehen und ungefähr den gleichen Weg hinter mir habe wie der TO. Der TO scheint ja leider schon lange nicht mehr aktiv, aber vielleicht gibt es ja noch Andere, die hier weiterhelfen können.
Ich wollte ebenfalls eine 230V Seilwinde mit 500W Kondensatormotor per Relais schalten, um ihn von einem 12V Controller per Funk zu steuern. Ich habe daher den einfachen Hoch-Runter Schalter der Winde durch zwei Finder Leistungsrelais 30A mit je zwei Schließern ersetzt. Zwei Schließer, da ich den Kondensator zur Phasenverschiebung noch mitschalten muss.
Die gegenseitige Verriegelung habe ich durch zwei kleinere Relais mittels Öffnerkontakt realisiert. Bei den Leistungsrelais habe ich zum Schutz vor induktiven Spannungen noch eine Freilaufdiode 1N4004 eingesetzt.
Das Ergebnis ist wie vom TO beschrieben - es hat funktioniert. Aber es hat nicht lange gedauert und es ist ein Leistungsrelais verklebt. Aufgrund der bekannten hohen Anlaufströmen des Motors hatte ich extra die 30A Relais probiert, aber entweder hat es nicht gereicht oder es lag am Kondensator.
Ich wollte jetzt eigentlich auch mit Solid State Relais weitertesten, aber habe dann diesen Thread gefunden... Leider gibt es keine Rückmeldung vom TO mehr, ob die Lösung mit RC Reihenschaltung und/oder Varistor funktioniert hat.
Zur Freilaufdiode habe ich recherchiert, dass sie die Abschaltzeiten des Relais ungünstig verlängert und das Verkleben begünstigt. Die Freilaufdiode würde ich daher entfernen. Da ich keinen Transistor in meiner Schaltung habe, würde ich komplett darauf verzichten - oder vlt. durch eine Kombination mit Zenerdiode ersetzen.
Was meint ihr?
Vielen Dank für die Mühe!
Liebe Grüße, Olli
-
Erfahrener Benutzer
Robotik Einstein
Geändert von Moppi (07.11.2020 um 12:57 Uhr)
-
Erfahrener Benutzer
Robotik Einstein
Habe noch interessantes dazu gefunden:
https://wirautomatisierer.industrie....che-aufgabe/#7
s. dort auch: "Schalten von Lampen und kapazitiven Lasten"
-
Neuer Benutzer
Öfters hier
Hi,
vielen Dank für die Lesetipps. Ich bin etwas weitergekommen und habe nun parallel zu den Ausgängen der Relais noch Snubber und Varistoren geschaltet sowie die Freilaufdiode auf der Steuerseite um eine Zehnerdiode ergänzt.
Die Snubber bestehen aus 220nF 305V X2-Funkentstörkondensator und 47 Ohm 5W Widerstand und hängen parallel an beiden Relais jeweils parallel an beiden Schaltkontakten (drei Snubber, da ein Relaiskontakt unbenutzt bleibt). Als Varistor habe ich 275V Typen verwendet und diese ebenfalls parallel zu den Relaiskontakten angeschlossen. Als Relais verwende ich zwei Leistungsrelais 250/400VAC Schaltspannung, 16A/30A Strombelastbarkeit und AgSnO2 Kontakten.
Die Relais verkleben nun nicht mehr. Allerdings ist mir beim Hochfahren der Winde ein Varistor in Rauch aufgegangen. Die Spannung wird durch den Kondensator auf etwa 430V (gemessen) erhöht, was den 275V Varistor gegrillt hat.
An den anderen beiden Snubbern habe ich etwa 330-340V gemessen. Ich hab gelesen, dass unter Last die Spannung nochmal 15% höher steigen kann; wären also bis 380V.
Den kaputten Varistor habe ich aus der Schaltung entfernt und an der Stelle nur mit Snubber getestet.
Soweit scheint alles gut zu funktionieren. Ich habe mehrmals verschiedene Richtungen getestet und alles funktioniert ohne erkennbare Probleme.
Ich möchte allerdings auf Nummer sicher gehen und überlege nun, ob ich meine Bauteile evtl. zu klein dimensioniert habe. Der bisherige Hoch-Runter-Taster und der Notschalter sind mit 250V/16A deklariert.
Meine Relais sind ausgelegt für 250VAC Nennspannung und 400V Max.Spannung. Mit den 430V an dem Kondensator ist das Maximum allerdings überschritten. Desweiteren sind die X2-Kondensatoren auf max. 300V ausgelegt und die Varistoren nur auf 275V.
Die Kondensatoren könnte ich tauschen gegen 480V X1 Kondensatoren statt der 300V Typen.
Bei den Varistoren bin ich über die begrenzte Lebensdauer gestolpert und würde daher gerne welche mit ThermoFuse einsetzen. An den beiden Stellen mit den gemessenen 330-340V würde ich 385V (330V + 15%) Typen verwenden. Anstelle des abgrannten Varistors bräuchte ich 430V gemessen + 15% einen knapp 500V Varistor. Ich habe einen mit 499VAC gefunden.
Macht es Sinn, die Varistoren gegen die höheren Spannungen zu tauschen oder ist dann die Schutzleistung schon wieder hinfällig, da zu groß dimensioniert?
Bei den Relais müsste ich auf Schütze ausweichen, um die 430V sicher zu schalten. Allerdings sind ja bisher auch nur 250V Schalter verbaut gewesen und die Einschaltzeit der Winde liegt ja nie über geschätzt 1ß sek. Allerdings sind Schütze deutlich teurer, mit 12V Steuerspannung schwer zu bekommen und ich müsste/würde alles auf 230V Steuerspannung ändern.
Vielen Dank und viele Grüße, Olli
Berechtigungen
- Neue Themen erstellen: Nein
- Themen beantworten: Nein
- Anhänge hochladen: Nein
- Beiträge bearbeiten: Nein
-
Foren-Regeln
Zitieren
Lesezeichen