Eigenbau Anlasser

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Veritaster
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Eigenbau Anlasser

#1 Beitrag von Veritaster »

Hallo Gemeinde
Anlasser sind ja ein öfter wiederkehrendes Thema und mir geht immer noch die Idee einer möglichst verschleißarmen Ausführung im Kopf herum.
An dieser Stelle hatte ich schon mal einen mit optischem Geber vorgestellt, der auch gut funktioniert aber ein Spezial IC erfordert. Meine neue Idee basiert auf einer Wägezelle als Geber. Diese Teile kommen in elektronischen Waagen zur Anwendung und sind für kleines Geld bei einschlägigen Versendern zu haben. Alle übrigen Bauelemente sind handelsüblich und leicht zu beschaffen. Nach Aussage von Herstellern haben Wägezellen eine lange Lebensdauer. Was liegt also näher, als sie für einen verschleißfreien Geber in einem Anlasser zu nutzen.
Hier das Prinzip:
Anlasser-Nähma wägz-prinz.jpg
Eine Wägezelle beinhaltet 4 Dehnungsmeßstreifen, die zu einer Wheatstonebrücke verschaltet sind. Unter Nennlast gibt die Zelle eine relativ kleine Spannung ab, die über einen Instrumentenverstärker so weit angehoben wird, daß sie zur Steuerung eines Komparators ausreicht. Dieser vergleicht die Spannung mit einer Dreieckspannung aus einem 50Hz Multivibrator. Das Resultat ist eine PWM Spannung, mit der ein Mosfet geschaltet wird. Um die Schaltung nicht unnötig zu verkomplizieren, wird die Netzspannung gleichgerichtet dem Fet und dem Motor zugeführt.
Ursprünglich war angedacht, die Wägezelle direkt mit dem Fuß zu bedienen aber das hat sich nicht bewährt, da man dazu ein seeehr sensibles Füßchen benötigt. smile
Schlußendlich ist nun doch eine Mechanik entstanden, die über Hebel und Feder die Wägezelle belastet. Damit funktioniert der Anlasser einwandfrei, die Drehzahl des Motors läßt sich sehr präzise steuern.
Hier ein Foto vom Versuchsaufbau
Anl.4.JPG
Vermutlich kann man das Ganze noch deutlich vereinfachen, vielleicht gibt es dazu Vorschläge.
Bei Interesse kann ich auch gerne die komplette Schaltung hier vorstellen.
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Beste Grüße
Hajo

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Re: Eigenbau Anlasser

#2 Beitrag von js_hsm »

Siehr gut aus..
.. nach meinen Informationen dürfen die Universalmotoren max. mit 80..100V Gleichspannung betrieben werden.
Ist das berücksichtigt, wenn ja, wie?
Wenn man 80V..100V DC/1.5A günstig und klein realisieren könnte wäre das super.

Gruß, Achim
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Re: Eigenbau Anlasser

#3 Beitrag von Veritaster »

Hallo Achim

Das wäre mir neu, kannst Du dazu eine Quelle nennen?
Soviel ich weiß, ist die Leistung eines Einphasen-Reihenschlußmotors im AC Betrieb wegen des Reaktanzspannungsabfalls um etwa 15% geringer als an DC Spannung.
Ich betreibe seit längerem meine NähMa mit Gleichstromanlasser und bisher ist mir kein Motor heiß gelaufen oder gar ausgefallen.
Gut möglich, daß der Motor bei starker Belastung durch die etwas höhere elektrische Leistung gering wärmer wird als üblich aber das sollte kein Problem sein.
Jedenfalls hatte ich bisher keins.
Hinter dem Doppelweggleichrichter stehen durch die Glättung mit dem Elko rund 330V an, aber diese Spannung bricht bei Motorstart unter Last schnell ein und ist ebenfalls keine Gefahr.
Zuletzt geändert von Veritaster am Samstag 13. August 2022, 23:50, insgesamt 1-mal geändert.
Beste Grüße
Hajo

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Re: Eigenbau Anlasser

#4 Beitrag von js_hsm »

Veritaster hat geschrieben: Samstag 13. August 2022, 23:31 Hallo Achim

Das wäre mir neu, kannst Du dazu eine Quelle nennen?
Soviel ich weiß, ist die Leistung eines Einphasen-Reihenschlußmotors im AC Betrieb wegen des Reaktanzspannungsabfalls um etwa 15% geringer als an DC Spannung.
Ich betreibe seit längerem meine NähMa mit Gleichstromanlasser und bisher ist mir kein Motor heiß gelaufen oder gar ausgefallen.
Gut möglich, daß der Motor bei starker Belastung durch die höhere elektrische Leistung etwas wärmer wird als üblich aber das sollte kein Problem sein.
Jedenfalls hatte ich bisher keins.
Wenn die 230V gleichgerichtet und geglättet werden hat man 325V DC und das dürfte zuviel sein wink
230V_1.jpg
Vielleicht veräts Du uns ja wie Deine Netzteilschaltung aussieht ?

Gruß, Achim

[Edit]
Die 80..100V hatte ich mal irgendwo gelesen...finde es aber auf die Schnellle nicht mehr
Hier die Daten von einem Christiani-Universalmotor


Daten-Typenschild:

Leistung: 0,3 kW
Drehzahl: 2250 U/min
Wechselspannung/-strom: 230 V / 3,4 A
Gleichspannung/-strom: 130 V / 3,4 A

DC ist deutlich geringer als AC
Ich denke wegen dem vernachläßibaren Induktiven Widerstand den man aber bei AC hat
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Re: Eigenbau Anlasser

#5 Beitrag von Veritaster »

Das Netzteil besteht aus einem Doppelweggleichrichter und einer 1mH/10A Entstördrosselrossel.
Werde mal die Stromaufnahme eines TUR unter AC und DC testen und berichten.
Beste Grüße
Hajo

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Re: Eigenbau Anlasser

#6 Beitrag von js_hsm »

Ok..
..ich gehe davon aus das Du den Transistor/FET (welchen ?) galvanisch getrennt ansteuerst.
Die gesamte Schaltung würde mich jetz mal interessieren wink

Gruß, Achim
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Re: Eigenbau Anlasser

#7 Beitrag von Veritaster »

js_hsm hat geschrieben: Sonntag 14. August 2022, 00:26 ..ich gehe davon aus das Du den Transistor/FET (welchen ?) galvanisch getrennt ansteuerst.
Hallo Achim

Ich bin mit Röhrentechnik groß geworden und gehöre zu der Generation, die das Vorhandensein von Netzspannung mit dem Finger geprüft hat. wink
Was ich damit meine: Galvanische Trennung kann man machen, muß man aber nicht und ich ganz bestimmt nicht.
Nein im Ernst, am Ende soll der Anlasser - wie es auch die Maschine ist - schutzisoliert ausgeführt sein und somit besteht für den Bediener keine direkte Gefahr.
Das Schlimmste, was passieren kann, ist ein Drain-Gate- Durchbruch des Mosfet und dann ist die Steuerelektronik eben im Eimer. Ein Optokoppler oder ein kleiner Übertrager wären es dann ebenfalls.
Einen Gatedurchbruch habe ich aber in all den Jahren an einem Leistungsmosfet noch nie beobachtet.
Um sicher zu gehen, könnte ich mir eine TVS-Diode in Reihe mit einer Sicherung vom Gate nach Masse geschaltet vorstellen - kann man machen... - siehe oben. biggrin

Ich habe mal die Stromaufnahme eines TUR Motors mit AC- und DC Speisung getestet.
Gemessen wurde im Leerlauf ohne Last, das Instrument war ein analoger AC/DC Vielfachmesser, als Gleichrichter diente ein Si-Doppelweggleichrichter 800V/7A.
Da der Motor im Leerlauf langsam schneller wird und die Stromaufnahme dabei langsam sinkt und mir eine provisorische Last zu viel Aufwand war, habe ich unmittelbar nach dem Anlauf gemessen.
Bei AC lag die Stromaufnahme bei 190mA (43,7W), bei DC leicht darüber etwa bei 210mA (48,3W). Das dürfte also kein wirkliches Problem sein.
Wohl aber sind es die 325V geglättete DC Spannung in der Schaltung, damit hast Du vollkommen Recht. Der Strom müßte bei angenommenem gleichen Innenwiederstand des Motors bei rund 290mA liegen, gemessen habe ich 260mA. Wie auch immer, in jedem Fall sollte das Impulsverhältnis der Steuerschaltung auf rund 50% begrenzt werden. Das läßt sich durch Verminderung der Spannungsverstärkung des Instrumentenverstärkers leicht lösen. Die höhere Spitzenspannung sollte wohl eher kein Problem für den Motor sein, würde ich meinen.
Für den Verstärker habe ich aus Faulheit einen INA128 verwendet, der an dieser Stelle natürlich völlig "überqualifiziert" ist aber ich habe davon noch etwas Vorrat in der Kiste liegen. Mit drei OPV läßt er sich ja leicht substituieren.
Anlasser-Nähma wäge-INA.jpg
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Re: Eigenbau Anlasser

#8 Beitrag von js_hsm »

Der FET sieht gut aus und eine Begrenzung auf 50% der PWM sollte reichen wink
Viel erfolg damit,

Gruß, Achim
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Re: Eigenbau Anlasser

#9 Beitrag von Veritaster »

Danke smile
Mir ging es bei dem Projekt in erster Linie um die verschleißfreie Ansteuerung mit der Wägezelle.
Theoretisch könnte man mit der Spannung auch einen TCA785 steuern und eine Phasenanschnittsteuerung bauen aber dazu brauch man eben dieses IC. Läßt sich beim freundlichen Chinamann zwar noch relativ günstig beschaffen aber vielleicht ist auch eine diskrete Lösung denkbar. Leider findet sich in meiner Schaltungssammlung nichts Verwertbares.
Beste Grüße
Hajo

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Re: Eigenbau Anlasser

#10 Beitrag von js_hsm »

Also eine PWM mit Gleichspannung ist auf jedenfall besser.
Evtl. würde ich noch mit der Frequenz des Dreieckoszylators experimentiern um das Laufverhalten zu optimieren.

Gruß, Achim
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