Kondensatormotor Drehzahl halbieren (einfache Regelung)

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Autor
Kondensatormotor Drehzahl halbieren (einfache Regelung)

    







BID = 277047

KK

Gerade angekommen


Beiträge: 7
 

  



Hallo,
habe schon die Suchfunktion genutzt, nichts dazu gefunden... daher frage ich mal:

Einen Kondensatormotor (im Ölbrenner) mit 90 bis 150 Watt, 2850 U/Min möchte ich gerne in seiner Drehzahl reduzieren.

Grund ist nebenbei, dass er viel zu viel Leistung bei Luft- und Ölförderung bringt, und recht laut ist. Die Luftmenge des konstant drehenden Ventilators wird mit einer Luftklappe reduziert, die auf Stellung 2 ist (von 1 - 10!). Daher denke ich, dass man die Drehzahl ruhig reduzieren kann. Dann muss man natürlich auch was an der Ölpumpe einstellen, aber das kriege ich schon hin.

Gibt es, außer einem Frequenzumwandler, eine Möglichkeit, die Drehzahl zu ändern, z.B. zu halbieren? Irgendeine clevere Kondensator-Schaltung z.B.? Phasenanschnittsteuerung dürfte ja nicht klappen, oder?
Die Belastung des Motors ist übrigens recht konstant, wenn er dann seine Drehzahl erreicht hat...

Viele Grüße
KK

BID = 277108

selfman

Schreibmaschine



Beiträge: 1681
Wohnort: Seekirchen a. W.

 

  


Willkommen im Forum!

Ich hoffe Du weißt, daß bei einem Radialgebläse, wie Dein Ölbrenner hat, die Luftleistung sich zum Quadrat der Drehzahl verhält. Das heißt, die halbe Drehzahl bringt nur noch ein viertel der Luftleistung.

Bedenken habe ich auch , daß bei so weit reduzieter Drehzahl die Austrittsgeschwindigkeit der Luft zu niedrig wird und damit die Verteilung des Heizöls im Feuerraum darunter leidet. Die Klappe reduziert ja nicht die Geschwindigkeit, sondern die Luftmenge.

Außerdem kann es sein, daß bei so geringer Drehzahl die Ölpumpe, die ja auch mitläuft, zu wenig Pumpendruck aufbaut und die Zerstäubung des Heizöls durch die Düse nicht mehr gewährleistet ist.

Die Folge wären ebenso wie bei schlechter Verteilung, ein erhöhter Rußgehalt im Rauchgas, der ja ein bestimmte Maß nicht überschreiten darf. Das würde wiederum mehr Luftüberschuß erzwingen, wodurch aber der Wirkungsgrad des Kessels in den Boden getrieben wird.

Die Drehzahl des Motors ist durch die Wicklung (Polzahl) vorgegeben. Da gibts nix zu tricksen. Die Nenndrehzahl läßt sich eben nur durch die Frequenz ändern.

Die zweite Lösung, die Du auch angesprochen hast, nämlich durch eine Phasenanschnittsteuerung die Leistung des Motors zu reduzieren, damit sich eine von der Nenndrehzahl abweichende Schlupfdrehzahl einstellt, ist theoretisch auch möglich. Wenn das Lastmoment immer gleichbleibend ist (und das dürfte hier sein) stellen sich hier auch einigermaßen konstante Drehzahlen ein.

Aber eine Reduktion auf die Hälfte kommt mir zu krass vor.
Die bessere Lössung ist wohl ein kleinerer Brenner.

Gruß Selfman

[ Diese Nachricht wurde geändert von: selfman am  5 Dez 2005 17:21 ]

BID = 277180

KK

Gerade angekommen


Beiträge: 7


Hallo selfman,
das mit der Luftleistung proportional zum Quadrat der Drehzahl wusste ich nicht ... hmmmm...

Hätte ja sein können, dass es eine clevere "Kondensator-Frequenzhalbiererschaltung" gibt. Deshalb mein Einfall mit halber Frequenz.

Anderer Ansatz:
Es gibt da bei einer bekannten Auktionsplattform Frequenzumwandler für ca. 40,- zu kaufen, die aus 230 V (Steckdose) dann Drehstrom mit einstellbarer Frequenz machen. Kann man den Kondensatormotor an Drehstrom betreiben, indem man den Kondensator weglässt, und die zwei Spulen direkt ansteuert?
Der Phasenwinkel wäre statt ca. 90° dann 120°. Und eine der Phasen des FU würde mann weglassen...
Damit könnte man die Drehzahl dann nach Belieben runterregeln.
Der Frequenzumwandler wird ja wahrscheinlich kein Super-Sinussignal liefern, sondern nur phasenverschobene Rechteckimpulse, denke ich. Und damit wäre ein Betrieb des Motors mit Kondensator an nur einer (frequenzgeregelten) Phase wahrscheinlich nicht möglich...

Tja, irgendwie nicht optimal alles... Aber dafür bürstenlos und wartungsarm

Viele Grüße
KK


BID = 277224

selfman

Schreibmaschine



Beiträge: 1681
Wohnort: Seekirchen a. W.


Tja, wie gesagt, die Formel für die Drehzal lautet:
n = f*60/p,
daran sieht man auch schon was an Variablen übrig bleibt, um die Drehzahl zu beeinflußen. Das ist die Frequenz f und die Polpaarzahl p. Wenn die Wicklung dafür vorgesehen ist, ist ein Motor polumschaltbar, aber da das nur zusätzlichen Aufwand bedeutet, hat man darauf natürlich verzichtet.

Dann bleibt nur noch die Frequenz f über. Aber ich glaube nicht, das es mit dem Frequenzumrichter so klappt, wie Du Dir das vorstellst. Kann schon sein, daß der Motor irgendwie anläuft, wird aber arg brummen und heiß werden, wenn nicht der Frequenzumrichter die Asymmetrie erkennt und abschaltet, bin mir aber nicht ganz sicher.

Ausgeben tut so ein Frequenzumrichter übrigens einen durch PulsWeitenModulation angenäherten Sinusstrom (Strom, nicht Spannung!!).

Die beste und einfachste Lösung ist sicher die Phasenanschnittsteuerung. Das kann bei der Leistung ev. schon ein Dimmer erledigen, der für induktiven Lasten geeignet ist (Trafodimmer). Aber ob man überhaupt und wenn wie weit man mit der Drehzahl runter gehen kann, ohne das man die Eigenschaften des Brenners nachhaltig beeinträchtig, kann ich Dir nicht prophezeien.

Gruß Selfman

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Traue keinem Ding, das du nicht selber vermurkst hast.

BID = 277284

Otiffany

Urgestein



Beiträge: 13750
Wohnort: 37081 Göttingen


Hi,
Laß die Finger davon; es ist sinnlos bei einem Kondensatormotor die Drehzahl reduzieren zu wollen, weil es nicht so ohne Weiteres geht.
Wie der Vorredner schon ausgeführt hat, ist die Drehzahl frequenz- und polpaarabhängig. Ich fürchte ein Dimmer wird nicht den erwünschten Erfolg bringen.
Gruß
Peter

BID = 277299

selfman

Schreibmaschine



Beiträge: 1681
Wohnort: Seekirchen a. W.


@Otiffany
Ob es den gewünschten Erfolg bringt, bin ich mir auch nicht sicher, aber nur bezogen auf die Eigenschaften des Ölbrenners.

Aber warum sollte es nicht funktionieren? Meine Heizungspumpen und noch ein fast gleiches Beispiel, unsere Stalllüfter sind alles Kondensatormotoren, die ich über Phasenanschnittsteuerung drehzahgeregelt habe.

Instabil wird das ganze nur wenn man mit der Drehzahl sehr weit runter geht, also die Hälfte und noch viel weiter, weil dann das Drehmoment sehr klein wird.

Gruß Selfman

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BID = 277600

j-moeller

Schriftsteller



Beiträge: 509
Wohnort: Bissendorf


Hallo

ob es mit Phasenanschnitschaltungen funktioniert lasse ich maldahingestellt....

aber mit einem Frequenzumrichter geht es mit sicherheit...
der Motor wird mit allen 3 Leitungen an die 3 Phasen des Umrichters angeschlossen (keinen ausgang überlassen)
an den 2 Anschlüssen wo vorher Netzspannung anlag
darf der Motornennstrom flißen ...
an der Hilfswicklung (3.Anschluss) muss hingegen ein viel geringerer Strom flißen.. tut es in der regel auch immer...

wenn du dass einmal überprüft hast und alles OK war dann wird der Motor kein Problem mit dem Umrichterbetrieb haben...

in der Regel ist dass immer so..aber trotzdem prüfen

Umrichter geben immer ein durch PWM generirten Sinus ab
der auch recht sauber aussiht...
es wird auch die Spannung passend zur Frequenz geregelt
und nicht nur der Strom....

du solltest aber einen alten Umrichter kaufen denn die haben keine Kontrolle der Phasensymetrie wie es viele neue varianten haben ...auserdem sind die ja auch günstiger...


bis dann...
MfG Jens

BID = 277736

selfman

Schreibmaschine



Beiträge: 1681
Wohnort: Seekirchen a. W.


@ j-moeller

Die Phasenanschnittsteuerung funktioniert auf jeden Fall, allerdings eben mit dem Nachteil des Drehmomentverlustes bei sehr kleinen Drehzahlen. Aber das habe ich ja beschrieben. Jede Drehzahlregelung für Ventilatoren beruht auf dieser Schaltung.

Das bei Kondensatormotoren in der Hilfswicklung zwingend ein kleinerer Strom fließen muß ist auch nicht ganz richtig. Das kann so sein (wird hier in dem Fall auch ev. so sein), muß aber nicht. Z.B. haben alle Motoren, deren Drehrichtung nicht eindeutig feststeht (weil beide gebraucht werden, oder der Motor nicht für einen bestimmten Verwendungszweck produziert wird), zwei gleiche Wicklungen. Welche die Haupt- und welche die Hilfswicklung wird, entscheidet die Drehrichtung.

Zu der Umrichterschaltung:
Das es so funtionieren könnte habe ich ja nicht ganz verneint. Aber die Möglichkeit, daß der Umrichter die Asymmetrie als Fehler erkennt ist groß. Außerdem fehlt noch der Hinweis, daß der Umrichter auf jeden Fall 3x230V~ ausgeben muß. D.h. es muß ein einphasig 230V~ gespeister Typ sein, sonst raucht der Motor mehr als der Kessel. Aber so leichte Zweifel hast Du scheinbar auch an Deinem Tipp. In welches Geschäft sollte er den gehen und sagen: "Ich möchte bitte einen alten FU" Die, die es im Visier hat sind denke ich Fabriksneu, aber dafür scheinbar ein 230V~ Typ.

Bei der Phasennaschnittsteurung bin ich mir auf jeden Fall sicher, daß sie bis runter zur halben Nenndrehzahl gut funktioniert. Und weiter runter wird man den Brenner kaum reduzieren können. Bin mir gar nicht so sicher, ab man überhaupt so weit runtergehen darf.

Gruß Selfman

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BID = 277971

j-moeller

Schriftsteller



Beiträge: 509
Wohnort: Bissendorf


Hallo

ich bin generell von 230V ausgegangen da es ja vorher auch schon um ein 230V Kondensatormotor ging...

bei den Frequenzumrichtern binn ich mir auch 100%ig sicher dass die Drehzahlstellung auch bis theoretisch 0 möglich ist..
der Wechselstrommotor (immer eine Hauptwicklung mit dickem Draht und eine Hilfswicklung mit dünnerem Draht)
lässt sich fast genauso gut regeln wie ein Drehstrommotor...

Das weiss ich so genau weil ich eine Minidrehbank von meinem Onkel die einen solchen Kondensatormotor hat mit einem Umrichter versehen habe...und die Läuft echt super...

welche Typen von Umrichter alle funktionieren kann ich nicht sagen...
ich weiss aber sicher dass alle gängigen Typen (230V) von Lenze geeignet sind auch die neue Vektor serie !!!

mich würde eine Schaltung von einer Phasenan (ab) schnittsteuerung interessieren mit der ich 230V Lüftermotoren regeln kann ohne dass dise heiß werden oder extrem brummen...

so war es leider bisher bei allen meiner Phasenanschnitversuchen mit Motoren...deshalb binn ich auf dem Umrichter gekommen...

bis dann...
MfG Jens

BID = 277990

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach



Zitat : selfman hat am  5 Dez 2005 17:20 geschrieben :

.....
Außerdem kann es sein, daß bei so geringer Drehzahl die Ölpumpe, die ja auch mitläuft, zu wenig Pumpendruck aufbaut und die Zerstäubung des Heizöls durch die Düse nicht mehr gewährleistet ist.

Die Folge wären ebenso wie bei schlechter Verteilung, ein erhöhter Rußgehalt im Rauchgas, der ja ein bestimmte Maß nicht überschreiten darf. Das würde wiederum mehr Luftüberschuß erzwingen, wodurch aber der Wirkungsgrad des Kessels in den Boden getrieben wird.
....



Ähnliche Bedenken habe ich auch.
Man stelle sich nur vor, was passiert wenn wegen des reduzierten Luftstroms aus dem Zerstäuber ein "90% Zerstäuber und 10% Verkleckerer" wird.
Nach einer Weile befindet sich dann vielleicht ein Eimer Öl an Stellen, an denen es nicht hingehört.
Wehe, wenn das irgendwann dann doch mal zündet .....

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Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.



Rechtsansprüche dürfen aus deren Anwendung nicht abgeleitet werden.



Besonders VDE0100; VDE0550/0551; VDE0700; VDE0711; VDE0860 beachten !

BID = 278196

selfman

Schreibmaschine



Beiträge: 1681
Wohnort: Seekirchen a. W.


Dann gibt es eine Verpuffung, das man meint es weht einen sonst noch was weg. Da legst du die Ohren freiwillig an.

Schon passiert beim Inbetriebnehmen von Ölheizungen. Zuerst ist Luft in der leitung dann kommt doch irgenwann Öl, aber immer noch mit Luft vermischt, sodaß die Flamme immer wieder ausgeht. Durch die Probiererei sammelt sich dann irgenwann ganz schön Öl im Kessel. Wenn der dann auf Temperatur kommt verdampft das Öl und dann passierts. Wumm und aus allen Klappen und Ritzen kommt das Rauchgas.

Also KK, wenn Du es wirklich so versuchen willst, dann laß den Brenner auf jeden Fall überprüfen, falls Du selber nicht die Fähigkeiten hast. Und weise den Techniker darauf hin, was Du gemacht hast und warum. Dieser kann dann auch den Pumpendruck messen und beurteilen ob er noch ausreichend ist.

Und mit der Drehzahlreduzierung nicht übertreiben, keinesfalls auf die Hälfte!!

Gruß Selfman

[ Diese Nachricht wurde geändert von: selfman am  8 Dez 2005 17:33 ]

BID = 278415

KK

Gerade angekommen


Beiträge: 7


Hallo,
freut mich, so kompetente Antworten zu bekommen!

Ich habe inzwischen auch darüber nachgedacht. Ergebnisse:

- Ich werde mir bei ebbay einen gebrauchten Brenner vom gleichen Typ kaufen, gibts so ab 30,- EUR. Dann habe ich ein Versuchsobjekt

- Als erste Schallschutz-Maßnahme werde ich am Wochenende den Brennermotor mechanisch vom Rest des Gehäuses entkoppeln, so wie man das mit PC-Lüftern in leisen PC-Gehäusen macht: Gummi (bzw. PVC-Teichfolie) dazwischenlegen.

- Mit dem gebrauchten Brenner werde ich mal die Drehzahlreduktion ausprobieren. Geht eigentlich für einen ersten Test auch ein Regel-Trenntrafo statt Dimmer? Den habe ich hier noch rumzustehen, dann kann ich damit erst mal probieren...

- FU-Ansteuerung des Motors werde ich erst mal lassen...

- Bezüglich Verbrennungsqualität: Pumpenmanometer, Rußpumpe, CO2-Messgerät usw. habe ich, so dass da keine Probleme auftreten sollten...

Viele Grüße
KK

BID = 278426

selfman

Schreibmaschine



Beiträge: 1681
Wohnort: Seekirchen a. W.


Hallo KK,

wenn Du Dir sowieso schon einen Brenner kaufst, warum nicht gleich einen kleineren, der ev. auch leiser ist???

Aber wenn Du es ausprobierst, dann poste uns die Ergebnisse von Deinen Versuchen mit der Drehzahl, am besten von Versuchen mit brennender Flamme im Kessel, dann kannst auch gleich sagen wie sich die Rußbildung und der Wirkungsgrad ändert. Würde mich interessien, ob das überhaupt geht und wie weit runter.

Gruß Selfman

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BID = 278461

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach



Zitat :
Geht eigentlich für einen ersten Test auch ein Regel-Trenntrafo statt Dimmer?



Das wäre sogar unproblematischer.
Dimmer können sich an induktiven Lasten, wie sie der Gebläsemotor darstellt, sehr "zickig" verhalten.
Insbesondere kann es sein, daß der durch Dimmer abgeregelte Motor wegen des impulsförmigen Stromverlaufs mehr Lärm macht als vorher.

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BID = 279130

KK

Gerade angekommen


Beiträge: 7


Hallo,

am Wochenende habe ich gebastelt:

- Die mechanische Entkopplung des Brennermotors vom Gehäuse hat nichts gebracht, Motor ist im Nebenraum immer noch gut hörbar. Die Geräusche habe ich mal aufgenommen, man erkennt im Frequenzspektrum Spitzen bei 50, 100, 150, 200, 300, 400, 500 Hz.

- Drehzahlregelung per Spannungsreduktion mit dem Regeltrenntrafo hat bei dem Brennermotor nicht funktioniert: Der Motor lief beim Runterregeln der Spannung mit konstanter Drehzahl, bis sich bei ca. 110 Volt die Drehzahl stark verringert hat. Bei dieser Spannung konnte der Motor jedoch nicht anlaufen und hat gebrummt.

- Bei einem Lüfter hat die Drehzahlregelung mit dem Regeltrenntrafo gut funktioniert...

- Unterschied zwischen den beiden Motoren: Der Lüfter braucht ca. 10-20 Sekunden bis zum Erreichen der End-Drehzahl, während der Brennermotor quasi sofort mit Enddrehzahl dreht...

- Bleibt also nur noch der Frequenzumwandler. Hatte ich das richtig verstanden, dass man den Kondensator weglässt, und die 3 Anschlüsse des Motors an die 3 Phasen U, V, W anschließt?

Viele Grüße
KK


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