Eigenbau Anlasser

[Veritaster]

Ja ich denke auch, PWM ist deutlich besser. Bei 50Hz hat der Motor beim Anlassen bärig Kraft, die eine Regelung überflüssig macht.
Mit der Frequenz hatte ich in einem vorhergehenden Projekt schon mal experimentiert und sie bis auf 10kHz getrieben, um die PWM unhörbar zu machen. Bei 10kHz waren aber die Umschaltverluste des Fet schon so hoch, daß es nötig wurde, den Entstörkondensator abzuklemmen. Auch hatte ich festgestellt, daß die Motorkraft beim Anlassen oberhalb 100Hz schnell nachläßt. Vermutlich wäre es ideal, die Frequenz mit der Motordrehzahl zu koppeln aber das habe ich nicht untersucht. Wäre dann auch wieder zu viel Schaltungsaufwand, mir schwebt eine möglichst einfache Schaltung vor.
Werde es erst mal so lassen und ausgiebig an der NähMa testen.
Danke für Dein Interesse

[GerdK]

Danke für die Vorstellung und den Schaltplan.

Viele Grüße, Gerd

[Flickflak]

Ja, das habe ich auch probiert.

Der Einsatz einer Wägezelle ist natürlich eine Option für die Fußdrucksignalisierung. Ich denke, die Mechanik wurde mit Luft und einem Drucksensor einfacher, wie im Video und im Link gezeigt. Hier sehen Sie eine Einführung in die Elektronik und das Pedal, die ich verwende:
https://youtu.be/075OH2rgel0

Im Text des Videos finden Sie einen Link zu einem solchen Omron-Drucksensor, mit einem Stückpreis von rund 8 Euro.

Wurde hier im Forum auch schon diskutiert:
https://www.naehmaschinentechnik-forum. ... =33&t=9898

Das Diagramm für die Messung ist ziemlich einfach. Ich habe mich für eine optoisolierte Elektronik entschieden, da ich mich für die Motordrehzahlrückführung mit einem Tachogenerator entschieden habe, der nur schwer sicher von der Netzspannung isoliert zu halten war. Sie sehen das Diagramm hier:


Sie können natürlich Gleichspannung an einem Universalmotor verwenden. Ich habe Warnungen gehört, dass ein unbelasteter Motor sehr hohe Drehzahlen erreichen kann, sodass mechanische Schäden am Motor riskiert werden können. Ein weiteres Problem ist die größere Wahrscheinlichkeit von Lichtbögen am Kommutator mit Gleichstrom. Aus diesem Grund habe ich für Wechselstrom eine normale Triac-Schaltung verwendet. Aber wie gesagt, ich habe DC für die Motoren wie Veritaster nicht ausprobiert, und basierend auf diesen Erfahrungen scheint es nicht einmal so gefährlich zu sein.

Gruß, Viggo

[Veritaster]

@Gerd
Keine Ursache

@Flickflack

Danke für die Erinnerung an den Beitrag vom November 2021.
Offenbar funktionieren diese Drucksensoren ähnlich wie Wägezellen. Im Datenblatt ist zu sehen, daß auch hier eine Wheatstone-Widerstandsbrücke verwendet wird. Besonders gefallen hat mir der Trick mit der modifizierten Feder des Bernina Anlassers. Mein Anlasserpedal hat momentan einen Stellweg von gut 20mm. Den würde ich auch gerne noch etwas verringern, habe aber noch keine passende Feder gefunden. Auf jeden Fall soll das noch optimiert werden.

Ich denke, daß die mechanische Ausführung des Anlassers von persönlichen Vorlieben abhängt: Der eine hat lieber ein robustes Fußpedal mit größerem Stellweg, ein anderer würde vielleicht eine flachere Ausführung mit möglichst kurzem Stellweg bevorzugen. Ich selbst tendiere zu Letzterem.
Was mir an Deiner Lösung gefällt ist, daß das Pedal gleichzeitig als galvanische Trennung fungiert. Mir persönlich ist dieser Punkt zwar nicht sooo wichtig aber heutzutage geht ja Sicherheit über alles.
Vorteilhaft scheint mir zu sein, wenn das Pedal eine gewisse Vorspannung hat, damit der Fuß bei Stillstand der Maschine auf dem Pedal ruhen kann, ohne den Anlasser auszulösen. Anderenfalls muß man ständig den Fuß vom Pedal nehmen oder ihn angespannt halten, was irgendwann in einem Krampf endet.

Dem Einwand bezüglich Lichtbogen am Kommutator bei Gleichstrom sollte man vielleicht auch noch etwas Aufmerksamkeit schenken, das werde ich bei nächster Gelegenheit auf jeden Fall untersuchen. Und falls Du uns Deine Schaltung vorstellen möchtest – mich würde sie jedenfalls interessieren.

[Flickflak]

Ich habe ein Update entdeckt, das nicht im Diagramm oben aufgeführt ist. Ein 1k5-Widerstand sollte für eine bessere Stabilität der Nullspannung auf 100k geändert werden. Außerdem würde ich einen Transformator mit nur 15 V Sekundärspannung wählen (Hersteller geben normalerweise Spannung bei Nennstromlast an)

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Vorteilhaft scheint mir zu sein, wenn das Pedal eine gewisse Vorspannung hat, damit der Fuß bei Stillstand der Maschine auf dem Pedal ruhen kann, ohne den Anlasser auszulösen. Anderenfalls muß man ständig den Fuß vom Pedal nehmen oder ihn angespannt halten, was irgendwann in einem Krampf endet.
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Und falls Du uns Deine Schaltung vorstellen möchtest – mich würde sie jedenfalls interessieren.

Ja, ich stimme zu, dass das Pedal etwas vorgespannt sein sollte. Es ist für mein Pedal einstellbar, da es eine Nullpunkteinstellung gibt. Ich habe normalerweise einen Druck von 3 N für die Startgeschwindigkeit und 25 N für die volle Geschwindigkeit verwendet. Das Verhältnis zwischen den beiden Drücken - hier 25N/3N = 8,3 - darf nicht zu klein sein. Ursprünglich für das Bernina-Pedal beträgt dieses Verhältnis 17,5 N/14 N = 1,25. In meinen Augen ist es zu wenig, aber es ist tatsächlich besser als einige andere Pedale, die mir begegnet sind. Der Weg des Pedals hat in meinen Augen nur theoretische und wenig Bedeutung.

Ich finde, dass mein Holzfußpedal auch recht flach ist, damit kann man z.B. Lassen Sie den Fuß nur 1/3 der Länge drücken, und dann muss der Fuß dreimal so stark drücken, um den gleichen Effekt zu erzielen. Sie können das tun, wenn Sie nur langsam nähen.

Hier ist die zweite Hälfte des Diagramms des Dimmers:


Die meisten sind Standard-Elektronikkomponenten, aber lassen Sie es mich wissen, wenn Sie weitere Informationen wünschen. Es wird ein 32-V-Diac verwendet. Etwas speziell ist ein Hochvolt-Optokoppler für 300 V: https://eu.mouser.com/ProductDetail/Vis ... tBZQ%3D%3D

Hoffe es kann verwendet werden.

Gruß, Viggo

[Veritaster]

Danke für die weiteren Informationen und das Schaltbild.
Die Phasenanschnittschaltung ist speziell, das habe ich so noch nicht gesehen und würde bei nächster Gelegenheit gerne versuchen, sie in LTSpice zu simulieren.
Vielen Dank bis dahin.

[js_hsm]

Wenn man den Anlasser als reinen Sollwertgeber verwendet, eine Drehzahlsensor an den Motor oder die Armwelle baut, könnte man so eine vernünftige Regelung aufbauen, unabhängig ob Phasenanschnitt oder DC PWM verwendet wird.
Tests hatte ich mal durchgeführt mit eine Triac-Modul mit Nulldurchgangserkennung und Microcontroller....
..aber dann in ich zu BLDC Servomotoren übergegangen da die Sensoren dort bereits integriert sind.

Gruß, Achim

[Flickflak]

Die Phasenanschnittschaltung ist speziell, das habe ich so noch nicht gesehen und würde bei nächster Gelegenheit gerne versuchen, sie in LTSpice zu simulieren.
Vielen Dank bis dahin.

LTSpice. Ja, das habe ich einmal benutzt - vor 20 Jahren. Soweit ich mich erinnere, war es die Firma "Linear Technology", die es entwickelt hat, und Sie konnten das Programm kostenlos herunterladen. Es funktionierte ganz gut. Ich habe es für eine Forschungsarbeit mit dem Titel "Power Plane Resonances in Printed Circuit Boards" verwendet. Ich habe gerade gesehen, dass der Bericht veröffentlicht wurde. Zugang zu den Ergebnissen hatte damals nur eine Gruppe von Unternehmen, die die Arbeiten finanzierten. https://docplayer.net/11986350-Power-pl ... oards.html
Nun, sorry - es war ein Exkurs mit einigen alten Erinnerungen.

@Veritaster
Gut zu hören, dass das Simulationsprogramm immer noch verwendet wird. Ich werde mal schauen ob ich es runterladen kann. Können Sie etwas Bestimmtes zu diesem Programm empfehlen? Haben Sie bereits versucht, andere Triac-Diagramme zu analysieren?

[GerdK]

Nun, sorry - es war ein Exkurs mit einigen alten Erinnerungen...

Wow, harter Stoff. Respekt - und danke dafür.

Viele Grüße, Gerd

[Flickflak]

Wenn man den Anlasser als reinen Sollwertgeber verwendet, eine Drehzahlsensor an den Motor oder die Armwelle baut, könnte man so eine vernünftige Regelung aufbauen, unabhängig ob Phasenanschnitt oder DC PWM verwendet wird.
Tests hatte ich mal durchgeführt mit eine Triac-Modul mit Nulldurchgangserkennung und Microcontroller....
..aber dann in ich zu BLDC Servomotoren übergegangen da die Sensoren dort bereits integriert sind.

Ja, ich stimme vollkommen zu. Es bedeutet viel, wenn ein echter Drehzahlregler realisiert wird. Es ist besonders gut, wenn Sie die Geschwindigkeit der Nähmaschine bei niedrigen Geschwindigkeiten kontrollieren möchten. Hier ist ein Video einer Situation, in der eine Nadel der Größe 22/140 mit langsamer Geschwindigkeit durch 8 Lagen "LKW-Pläne" geschoben wird. Sie können hören, wie dieser Geschwindigkeitsregler funktioniert, indem Sie dem Geräusch des Motors lauschen. Was hier bei so niedriger Drehzahl gezeigt wird, ist ohne gute Drehzahlregelung nicht realisierbar:
https://youtu.be/uTB8DnyYAlA?t=205

Die meisten Servomotoren für Industrienähmaschinen, die Sie heute kaufen können, können auch nicht das zeigen, was Sie hier im Video sehen, weil ihre niedrigste Geschwindigkeit zu hoch ist.

DC-Motoren haben bereits eine steilere Drehmomentkennlinie als Universalmotoren. Wenn kein Geschwindigkeitsregler verwendet wird, bieten DC-Motoren eine bessere Kontrolle der Geschwindigkeit. Irgendwann sind auch viele Nähmaschinenhersteller besserer Nähmaschinen von Universalmotoren auf Gleichstrommotoren umgestiegen. Einige verwendeten auch RI-Kompensation (wie mein Bernina 910). Andere verwendeten "Drehzahlsensor".

In Bezug auf BLDC-Motoren gibt es einen großen Unterschied darin, wie fortschrittliche Steuerungen sie verwenden. Die billigsten Versionen werden Schwierigkeiten haben, bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten reibungslos gesteuert zu werden. Aber diejenigen, die eingebaute "Mikroschritte" bei der Steuerung des Stroms der Wicklungen haben und die einen Geschwindigkeitssensor mit vielen Scans pro Umdrehung haben, sind besser.

Den ultimativen Test sehen Sie im obigen Video. Ich weiß aber auch, dass eine Geschwindigkeitsregulierung noch besser zu realisieren ist als das, was man im Video sieht, denn man sieht, dass der Regler etwas zu spät kommt. Die Einschränkung, eine noch bessere Regelung zu realisieren, hat mit der Zeitverzögerung von ca. 10 ms zu tun, die bei Phasenanschnittsteuerung immer vorhanden sein wird. Aber ich denke, dass das, was im Video zu sehen ist, für die Verwendung mit Nähmaschinen vollkommen in Ordnung ist.

Gruß, Viggo