Drehstrommotor und FU an eine Nähmaschine

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Joschie
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Drehstrommotor und FU an eine Nähmaschine

#1 Beitrag von Joschie »

Hallo zusammen,

nachdem ich wie in meinem Thread "Speedreducer - Übersetzungswahl" bereits angekündigt habe dokumentiere ich hier meinen Anbau eines Drehstrommotores mit Frequenzumrichter (kurz FU) an meine Nähmaschine.



So, zur Erklärung weshalb ich sowas mache.
Ich habe hier eine Pfaff 238 und eine 141 die ich gerne wieder in Betrieb nehmen möchte.
Für mich als "Gelegenheitsnäher" ist es wichtig das ich die Maschine schön gefühlvoll langsam laufen lassen kann und mit einem für mich angenehmen Tempo arbeiten kann, ich brauche keine zwei millionen Stiche pro Minute, mir reicht es wenn die Maschine fünf bis sechshundert pro Minute schafft, aber sie soll auch etwas Kraft haben um mal dickere Stoffe nähen zu können.
Der bisher verbaute Kupplungsmotor zeigte schon ein leises Rasseln in den Lagern und der Kupplungsbelag schien auch nicht mehr das goldene vom Ei zu sein da die Maschine sehr ruppig mitgenommen wurde, ein sanftes Einkuppeln war einfach nicht möglich.


Nachdem ich in dem o.g. Thread zum Thema mit einem Speedreducer etwas darüber nachdachte einen der beiden bei mir rumliegenden (und auch schon für andere Basteileien wie dem Wickeln von Trafospulen verwendete, hierbei nochmals extra mit einem Stelltrafo verlangsamt) Anlassermotoren mit einem Speedreducer zu verbauen habe ich mich eines Abends mal mit einem Drehzahlmesser und dem Anlassermotor hingesetzt, gemessen und gerechnet.
Dabei kam raus das auch bei einer Untersetzung von 4:1 die Maschine noch immer in kleinster Stufe mit 400 UpM angefahren wird.
Auch gefällt es mir nicht das dabei der von mir favorisierte 8mm Rund Riemen über eine so kleine Riemenscheibe gequält wird.


So reifte dann (nach zwei erhaltenen Beiträgen in o.g. Thread) der Gedanke das ich doch einen Drehstrommotor mit FU unter die Nähmaschine schraube.

Also mal meinen Materialfundus etwas durchfostet und schwupps waren schon ein schöner kleiner Drehstrommotor, ein FU und sogar ein Fußpedal gefunden.


Aber genug der Geschichte, lassen wir Taten folgen.

Fangen wir beim Motor an, diesen habe ich vor einigen vielen Jahren von einer Kartoffelsortiermaschine geschraubt die verschrottet wurde. Das Motörle ist 4-Polig (also ~1500 UpM bei 50Hz) ausgeführt und soll 350Watt leisten. Ja ich weiß zwischen Aufnahme und Abgabe Leistung sind Unterschiede.
Da die Lager des Motörles sich nicht mehr so schön anhörten habe ich diese im Vorfeld schon gleich ausgetauscht, jetzt läuft er wieder schon seidenweich und leise. (davon gibts leider keine Bilder).
Der Motor ist schon auf zwei C-Schienen montiert die ich weiterverwende um den Motor zum Spannen der Riemen verfahren zu können.
Da ich den Motor an 230Volt betreiben werde wurde die Wicklung vom Schaltungsschema Stern auf Dreieck umgeklemmt (ging hier schön über das Motorklemmbrett).
Motor.jpg

Der FU den ich hier verwende und der die Aufgabe hat aus dem einphasigen Wechselstrom einen dreiphasigen Drehstrom mit veränderbarer Frequenz zu generieren wurde mal aus einem Schaltschrank im Schrott geborgen und kann Motoren bis 750Watt bei 230Volt bedienen. Der Frequenzbereich kann von 5 bis 300Hz parametriert werden. Schön ist es das es sich um einen FU mit Vektorensteuerung handelt und nicht um einen klassischen U/I was mehr Drehmoment im unteren Drehzahlbereich verspricht.

Gesteuert soll der FU von einem Fußpedal aus.
Das Fußpedal das ich hierfür verwende gehört eigendlich dazu den Schweißstrom an einem WIG-Schweißgerät zu steuern. Da ich davon zwei habe kann ich eines hier an der Nähmaschine verwurschten.
Anekdote wie ich zum zweiten kam, ich hab vor einigen Jahren mal bei einem Kistenschieber ein WIG-Schweißgerät gekauft bei dem ein Fußpedal mit dabei ist. Da das gelieferte Gerät jedoch einen Transportschaden (Platinenbruch) hatte und ich nur das Schweißgerät zurückgesendet hab und die nächste Lieferung wieder ein Fußpedal dabei hatte (ich hab damals schon nachgefragt ob ich das übrige Pedal zurücksenden solle, was jedoch verneint wurde) habe ich zwei.
Der Innenaufbau des Padals ist an und für sich äuserst Primiv, der Wiederstandswert des Potis passt an sich gut zum FU. Auch der Freigabeschalter ist bereits enthalten.
Pedal.jpg

Vergangen Sonntag habe ich das ganze mal zusammengeklemmt, den FU parametriert und siehe da es geht gar nichts.
Auch nach einiger Suche und nochmaliger Kontrolle der Einstellungen tat der Motor keinen rucker.
Da ich mich zwar mit FU's von Danfoss, Omron und Telemanique gut auskenne, Siemens aber noch nicht in den Fingern hatte habe ich einen Spezl kontaktiert der mit den Dingern täglich arbeitet.
Wie wir dann in einem Telefonat am Dienstag festgestellt haben hatte mein FU eine weitere Schnittstellenkarte verbaut die für die Probleme verantwortlich war. Nach der Demontage dieser Karte und einer nochmaligen Parametrierung läuft jetzt der Motor wunderschön und lässt sich mit dem Fußpedal im Drehzahlbereich zwischen 180 (6Hz) und 2400 (80Hz) UpM regeln. Da das Fußpedal über ein Potentiometer mit logarythmischer Kennlinie verfügt ist der der Geschwindigkeitsanstieg nicht linear zum Weg. So kann man schön im unteren bereich dosieren.

FU.jpg


So der zwischenstand.
Beim Normteilelieferant Mädler habe ich mir die benötigten Riemenscheiben und Taperlockbuchsen bestellt.
Der Motor wird mit einer 63mm im Durchmesser messenden Riemenscheibe versehen und treibt eine 140mm Riemenscheibe an die auf einer Zwischenwelle montiert wird. Auf der Zwischenwelle sitzt nochmal eine 63mm Riemenscheibe die dann auf die Nähmaschine antreibt.
Hierdurch erreiche ich nochmals eine Untersetzung von 2,2:1
Die Zwischenwelle (12mm geschliffene Stahlwelle), die Bezos Gemischtwarenladen irgendwann mal in den Briefkasten schoppen wird, wird mit zwei Flanschlagern gelagert.

Weitere Bilder und Infos werde ich posten sobald die bestellten Materialien hier eingetroffen sind.

Grüße
Josef

Ach ja, Edith meinte noch ich solle noch zwei Punkte ergänzen:
1. Der Motor bekommt noch einen externen Lüfter da der verbaute bei niedriger Drehzahl nix mehr fördert.

2. Vor das ganze Konstrukt kommt noch ein Trenntrafo da mir ein Allstromsensitiver Feherstromschutzschalter (Typ B) momentan noch zu teuer ist (grob 500Euro). Dieser ist notwendig ab dem Moment wo Frequenzumrichter ins spiel kommen (also auch bei den ganzen Servomotor, Drehzahlgeregelten Motoren wie z.B. in Klimaanlagen) da diese einen Gleichspannungsteil ins Netz "Einspeisen" können welcher einen normalen Fehlerstromschutzschalter aufmagnetisiert was dazu führt das dieser im Fehlerfall nicht mehr richtig auslösen kann.
Der Trenntrafo unterbindet den Übergang von Gleichströmen und bietet zudem eine weitere Schutzmaßnahme welche ich bei sämtlichen Bastel-
und Reparaturarbeiten an unekannten Geräten nutze.
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Die Lage ist hoffnungslos - Aber nicht ernst.

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adler104
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Re: Drehstrommotor und FU an eine Nähmaschine

#2 Beitrag von adler104 »

Potentiometer mit logarythmischer Kennlinie
Schnittstellenkarte
Allstromsensitiver Feherstromschutzschalter (Typ B)

Keine Ahnung von Du sprichst aber wegen genau solcher Sachen habe ich einen Speed Reducer + Servo Motor biggrin
Auf jeden Fall interessant aber da bin ich kpl. raus. wink
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GerdK
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Re: Drehstrommotor und FU an eine Nähmaschine

#3 Beitrag von GerdK »

Hallo Josef,
Respekt, das hört sich nach ziemlich aufwändiger Bastelei an. Aber das ist ja meistens auch der Spaß an der Sache - jedenfalls wenn es am Ende funktioniert smile .

Viele Grüße, Gerd

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js_hsm
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Re: Drehstrommotor und FU an eine Nähmaschine

#4 Beitrag von js_hsm »

So sieht es bei mir aus.

Ich hab zusätzlich einen Magneten ins Handrad eingelassen und einen Sensor am Maschinenkörper so dass ich die Nadelposition oben geziehlt anfahren kann.
Damit geht dann auch Einzelstick (aber nur mit programmiertem Sandkorn :lol27: )
20211202_165854.jpg
20211202_165906.jpg
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