Servomotor Eigenbau für Nähmaschine

Alles über Antriebstechnik, Elektroarbeiten, Probleme beim Anschluss eines Motors.
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gruetzwurschd
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Servomotor Eigenbau für Nähmaschine

#1 Beitrag von gruetzwurschd »

Hallo Zusammen,

nachdem ich unter folgendem Thread was zu meiner Nähmaschinensuche geschrieben habe:
viewtopic.php?f=29&t=11012

will ich hier nun meinen Servo-Umbau dokumentieren.
Leider konnte ich keine Videos hochladen, daher müsst ihr mir erstmal basierend auf meinen Fotos glauben biggrin

Im Endeffekt hatte ich mir die letzten Tage einen 140W Servo mit Endstufe besorgt. Dazu noch einen Raspberry Pi Pico, und heute kam dann auch mein Netzteil an.

Somit konnte ich den Servo mal in Betrieb nehmen. So sieht das erstmal aus:
999D7F6E-1A92-49A8-B4C3-E02ADDFAD0D3.jpeg
Bitte nicht nachmachen, außer man kennt sich aus, da man hier auch mit 230V rumhantieren muss.

Naja die ersten Tests ergaben, dass der Motor mit der Spannung „nur“ ca.2400 Umdrehungen macht. Anschließend wird der „Schleppfehler“ zu groß und die Regelung steigt aus. Mit 2100 Umdrehungen hat der Motor aber keine Probleme und noch ein brachiales Drehmoment. Die Nenndrehzahl laut Datenblatt läge bei 3000 Umdrehungen, aber dies bei 36V Spannung. Ich betreibe den Motor bei 24 Volt, da diese Netzteile noch passiv gekühlt werden. Ab 36V ist da immer ein Lüfter verbaut.

Vermutlich werde ich den Motor mit einer 2:1 oder 3:1 Untersetzung betreiben, da wird er dann gut „Dampf“ haben, und die Nähmaschine wird zwischen 700-1000 Umdrehungen machen.

Danke auch an Achim, ich habe ihn an ein paar Stellen mit dummen Fragen gelöchert.

Morgen sollte noch mein neues Fusspedal kommen. Da ich aber am Wochenende in den Urlaub fahre bin ich nicht sicher ob ich davor noch weiter komme.

So das war’s erstmal an der Stelle.
Gruß Matze
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js_hsm
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Re: Servomotor Eigenbau für Nähmaschine

#2 Beitrag von js_hsm »

Die Motoren von ACT haben eine Nennspannung von 24V und bringen je nach Modell 3000 oder 4000 1/min.
Teste es erstmal ohne Getriebe wink
Wenn Du mit Keilriemen arbeitest bekommst Du das Mehr an Kraft eh nicht rüber..

Gruß und schönen Urlaub,

Achim
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gruetzwurschd
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Re: Servomotor Eigenbau für Nähmaschine

#3 Beitrag von gruetzwurschd »

Ja der Grund bweswegen ich mich für diesen Motor entschieden hab, ist, dass das Steuergerät direkt mit im Motor verbaut ist. Keine Kabelgewurstel oder sonstigen Firlefanz. Und speziell diesen Motor habe ich für nen supergünstigen Preis geschossen.

Ja ich schau jetzt mal, sobald ich eine Maschine hier habe. Wenn ich jemand finde (Kumpels oder sonst wen) lass ich mir vielleicht eine Zahnriemenscheibe gegen einen kleinen Obulus drucken.
Oder ich müsste meinen eigenen Drucker mal wieder fit machen (wenn man nur mehr Zeit hätte..) biggrin

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Re: Servomotor Eigenbau für Nähmaschine

#4 Beitrag von js_hsm »

Ich nutze immer Motoren mit separatem Controller. Dann kann ich bei Bedarf mal eben den Motor tauschen.
Hier z.B. eine Pfaff 130 mit Nema 17 Motor !
https://www.youtube.com/watch?v=gO27kGg2eqg
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Re: Servomotor Eigenbau für Nähmaschine

#5 Beitrag von js_hsm »

gruetzwurschd hat geschrieben: Donnerstag 14. Juli 2022, 17:07 Wenn ich jemand finde (Kumpels oder sonst wen) lass ich mir vielleicht eine Zahnriemenscheibe gegen einen kleinen Obulus drucken.
Oder ich müsste meinen eigenen Drucker mal wieder fit machen (wenn man nur mehr Zeit hätte..) biggrin
Dann denk daran dass Du auch für den Spuler eine neue Aufnahme fertigen mußt biggrin
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Re: Servomotor Eigenbau für Nähmaschine

#6 Beitrag von det »

Mal ne kurze Frage an die Experten:
Wie viel Watt muss man überhaupt verbauen, um eine - ich sach ma - Pfaff 30 langsam durch Leder nähen zu lassen?

Die originalen Motoren in den Maschinen haben meist so um die 25 bis 50 Watt Abgabeleistung bei 50 bis 110 Watt Stromaufnahme.
Der Nema 17 ist mit ca. 4 Watt angegeben und scheint ja schon (fast?) auszureichen.

Gruß
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Re: Servomotor Eigenbau für Nähmaschine

#7 Beitrag von js_hsm »

det hat geschrieben: Donnerstag 14. Juli 2022, 18:41 Mal ne kurze Frage an die Experten:
Wie viel Watt muss man überhaupt verbauen, um eine - ich sach ma - Pfaff 30 langsam durch Leder nähen zu lassen?

Die originalen Motoren in den Maschinen haben meist so um die 25 bis 50 Watt Abgabeleistung.
Der Nema 17 ist mit ca. 4 Watt angegeben und scheint ja schon (fast?) auszureichen.

Gruß
Detlef
Der Nema 17 BLDC ist mit 78W Abgabeleistung angegeben und mit der zusätzlichen 2:1 Untersetzung durch den Zahnriemenantrieb reicht das wie man sehen kann.
An der Pfaff 30 hab ich 125W dran und die hat gestern 7.2mm hartes Gürtelleder genäht !

Gruß,
Achim
Zuletzt geändert von js_hsm am Freitag 15. Juli 2022, 00:06, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Servomotor Eigenbau für Nähmaschine

#8 Beitrag von det »

js_hsm hat geschrieben: Donnerstag 14. Juli 2022, 18:45Der Nema 17 BLDC ist mit 78W Abgabeleistung angegeben
OK, danke.
Das ist ja schon eine ganze Menge.

Ich hatte vorhin eine Seite, da stand beim Nema 17 als Daten 0,31 A bei 12 V, da komme ich auf 3,72 Watt, watt dann ja wohl falsch war.

Gruß
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Re: Servomotor Eigenbau für Nähmaschine

#9 Beitrag von gruetzwurschd »

det hat geschrieben: Donnerstag 14. Juli 2022, 18:41 Mal ne kurze Frage an die Experten:
Wie viel Watt muss man überhaupt verbauen, um eine - ich sach ma - Pfaff 30 langsam durch Leder nähen zu lassen?

Die originalen Motoren in den Maschinen haben meist so um die 25 bis 50 Watt Abgabeleistung bei 50 bis 110 Watt Stromaufnahme.
Der Nema 17 ist mit ca. 4 Watt angegeben und scheint ja schon (fast?) auszureichen.

Gruß
Detlef
Die wichtige Frage ist hierbei ja eher das Drehmoment (Nm oder Ncm) im unteren Bereich. Meiner hat jetzt ein Drehmoment von 0.5Nm.
Die 4W sind wahrscheinlich bei einem relativ kleinen Motor. Bei den Nemas kommt es ja nicht nur auf den Durchmesser an, sondern auch auf die Länge.

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Re: Servomotor Eigenbau für Nähmaschine

#10 Beitrag von Flickflak »

det hat geschrieben: Donnerstag 14. Juli 2022, 18:41 Mal ne kurze Frage an die Experten:
Wie viel Watt muss man überhaupt verbauen, um eine - ich sach ma - Pfaff 30 langsam durch Leder nähen zu lassen?

Die originalen Motoren in den Maschinen haben meist so um die 25 bis 50 Watt Abgabeleistung bei 50 bis 110 Watt Stromaufnahme.
Der Nema 17 ist mit ca. 4 Watt angegeben und scheint ja schon (fast?) auszureichen.
Wenn die Übersetzung zwischen Motor und Maschine hoch genug ist, können Sie mit einem 0,1 W Motor im Prinzip immer langsam durch Leder nähen. Das Problem wird sein, dass Sie nicht sehr schnell nähen können. Die Frage muss also sein, wie groß das maximale Drehmoment ist, das auf die Nähmaschine (Pfaff 30) aufgebracht werden sollte, damit sie ausreichend feste Materialien nähen kann, ohne dass das Schwungrad viel nachhelfen muss.

Wenn man gleichzeitig auch relativ schnell nähen möchte, dann muss man sich vielleicht darüber unterhalten können, welche Wellenleistung der Motor leisten kann. Die maximale Wellenleistung ist nicht gleich der elektrischen Nennleistung, da hier mehrere andere Faktoren ins Spiel kommen - u.a. die Gesamteffizienz.

Hier ist ein Video einer Pfaff 30, die in Vinyl ziemlich hart genäht wird und gleichzeitig auch relativ schnell nähen kann:
https://youtu.be/u2D2DEKtgFQ

Dabei beträgt das maximale Drehmoment dieses Universalmotors 0,19 Nm und das Übersetzungsverhältnis 15, womit der Motor maximal mit einem Drehmoment von 15 x 0,19 Nm = 2,85 Nm an der Hauptwelle der Nähmaschine ziehen kann. Ich möchte wahrscheinlich nicht viel darauf eingehen, da Sie die Nähmaschine auch beschädigen können, indem Sie sie in Fehlersituationen zu stark fahren.

Das Video zeigt auch die Höchstgeschwindigkeit mit dem Motor, der hier eine maximale Wellenleistung von ca. 52 W, und ich vermute, dass Riemen und Untersetzungsgetriebe keinen besseren Wirkungsgrad als 70 % bieten (Zahnriemen oder andere Riemen könnten dies verbessern). Durch genaues Studium der Videoframes kann ich sagen, dass die maximale Geschwindigkeit unter starker Belastung hier ca. 500 Stiche/Min. Hier ist das Drehmoment vom Motor auf 0,067 Nm und 1,0 Nm auf der Hauptwelle gesunken. Ohne Last fährt die Maschine bis ca. 800 Stiche/min mit diesem Universalmotor mit 12000 RPM und 0,028 Nm.

Wenn man sich das Datenblatt von Nema 17 ansieht, hat es eine Nennwellenleistung von 52 W bei 24 V-Versorgung, aber es ist wahrscheinlich kontinuierlich. Der obige Universalmotor wird diese Last wahrscheinlich nur in etwa 30% der Zeit ohne Überhitzung bewältigen können. Nema 17 hat ein maximales Drehmoment von 0,38 Nm, daher würde ich mit diesem Motor eine Umsatzrate für die Nähmaschine von etwa 7,5 empfehlen. Der Motor sollte bei höheren Drehzahlen vorzugsweise ein Drehmoment von 1,0 Nm auf die Hauptwelle geben, das entspricht dann 0,13 Nm und das kann er gerade mal bei 4000 U/min abgeben.

Somit bietet dieser Motor mit diesem Getriebe ungefähr die gleichen Eigenschaften wie im Video gezeigt. Die Geschwindigkeit bei geringer Belastung der Nähmaschine mit diesem Motor beträgt jedoch nicht mehr als etwa 4500 U/min, was 600 Stichen/min entspricht. Der Universalmotor ist somit etwas flexibler in der Motordrehzahl, indem er dem Motor eine etwas höhere Drehzahl bei geringem Drehmoment geben kann.

Ich möchte nur hinzufügen, dass das Beispiel im Video einen elektronisch gesteuerten Universalmotor zeigt, bei dem es eine Drehzahlregelung (Tachometer Feedback) gibt, die bei niedrigen Drehzahlen mehr Kontrolle bietet. Sie werden dies bei diesen Nema-motoren nicht erwarten können, ohne auch eine Drehzahl-feedback mit der Elektronik vorzunehmen.

Gruß Viggo
Pfaff 30, Pfaff 11, Köhler VS, Gritzner 1, Vesta ?, Singer 201k, Singer 66k, Singer 48k
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