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THEMA: Störungen durch Faller Wechselstrommotor?

THEMA: Störungen durch Faller Wechselstrommotor?
Startbeitrag
MichaelL - 10.09.11 07:46
Hallo Zusammen,

ich bin am verzweifeln ....

Ich hab' mir eine Schaltung für eine automatische Schrankensteuerung gebaut, jedoch folgendes Problem:
  In Der Schaltung werden 4094 Schieberegister verwendet, dessen Ausgänge zum Ansteuern von Relais verwendet werden. An einem dieser Relais hängt der Faller Wechselstrommotor.
Jedes mal wenn der Motor sich abschaltet wird ein Störimpuls irgendwie eingeschliffen, den ich nicht wegbekomme.
Ich habe direkt an den Versugungspins der ICs 100nF Kondensatoren, und diverser 10µF-Elkos verteilt.

Gibt es vielleicht eine Idee den Motor, bzw. den Schalter im Bahnschranken zu entstören?

Danke für Eure Hilfe,
  Michael

> Jedes mal wenn der Motor sich abschaltet

Also wenn das Relais fällt und den Motor abschaltet? Löschdiode ist hoffentlich dran?

Tauche den Motor mal gegen eine Glühlampe. Wenn es dann immer noch Probleme macht ist es das Relais und nicht der Motor.

Gruß,
Harald.
Hoi Michael,

seltsam ist ja, dass die Störung auftreten soll wenn Du den Motor ABschaltest.
An dem kann es ja dann AFAIK nicht liegen...denn wenn kein Strom, dann auch kein "Störimpuls" irgendwelcher Art.

Doei
Trixi
________  ________     _<>__<>_
|_ www.i-robots.eu  _|__|------|-----|,,,,,,,,,._
-oo-----oo-''-oo-----oo-`'o"O-OO--OO-O"oo-
Hallo Michael,
ich gehe, wie Harald in Antwort 1 davon aus, dass das Relais die Ursache ist. Wenn der Gleichstrom durch die Spule eines Relais abgeschaltet wird, entsteht eine induzierte Spannung und wenn die nicht in einer "Freilaufdiode" oder "Löschdiode" kurzgeschlossen wird, gibt es einen Störimpuls.
Viele Grüße
Friedhelm
Hallo,

Zitat

Also wenn das Relais fällt und den Motor abschaltet? Löschdiode ist hoffentlich dran?



Löschdiode (bzw. Freilaufdiode) funktioniert nur bei Gleichstrom-Motoren, die in einer Richtung betrieben werden. Kann natürlich sein, dass Michael den Faller-Wechselstrommotor mit Gleichstrom betreibt, dann sollte das funktionieren.

Ansonsten muss man den Schaltimpuls mit einer RC-Kombination direkt an den Schaltkontakten des Relais bedämpfen.

Zitat

seltsam ist ja, dass die Störung auftreten soll wenn Du den Motor ABschaltest.
An dem kann es ja dann AFAIK nicht liegen...denn wenn kein Strom, dann auch kein "Störimpuls" irgendwelcher Art.


Doch, auch beim Abschalten treten Störimpulse auf: Der Motor hat ja noch ein Drehmoment, wenn ich abschalte. Nehme ich die Spannung weg, dreht der Motor noch einen Tick weiter und arbeitet so als Generator. Das, zusammen mit der Motoreigenen Induktivität, die auch versucht den Strom konstant zu halten, generiert einen schönen Abschaltimpuls. Abschalten ist mitunter schlimmer als Einschalten ...

Den Abschaltimpuls bedämpfen kann man mit einem (oder mehreren) Kondensator(en) direkt an den Motorklemmen. Allerdings ist das nicht ohne, weil da einiges an Energie schnell wegzupacken ist.

Wie sieht die Schaltung eigentlich aus (ist wörtlich gemeint: Aufbau, Leitungsführung etc.)?

Eine weitere Möglichkeit der Sache Herr zu werden, wäre die Eingänge des 4094 mit Filtern zu schützen. Die Frage ist, wieviele Eingänge sind's und wie werden die getrieben? Gute Erfahrungen gegen Impulse an IC-Eingängen gibt's mit RC-Filtern.

Viele Grüße,

Udo.
> Löschdiode (bzw. Freilaufdiode) funktioniert nur bei Gleichstrom-Motoren, die in einer
> Richtung betrieben werden. Kann natürlich sein, dass Michael den Faller-Wechselstrommotor
> mit Gleichstrom betreibt, dann sollte das funktionieren.

Die Löschdiode sitzt auf der Spulenseite des Relais, nicht auf der Motorseite. Da MichaelL das Relais mit LogikICs ansteuert bin ich von Gleichstrom auf der Spulenseite ausgegangen.

Noch 'ne Frage: Hängt die Wechselstromversorgung des Motors und die Gleichstromversorgung der Logik irgendwie zusammen? Wenn ja, verschwinden die Störugen wenn man zwei seperate Spannungsquellen anwendet?

Gruß,
Harald.

Zitat

Kann natürlich sein, dass Michael den Faller-Wechselstrommotor mit Gleichstrom betreibt,



Kann nicht sein. Der läuft nicht mit DC .


Jürgen H.
Hallo,

ich hatte vor langer Zeit ähnliche Probleme mit CMOS-ICs der 40xx-Serie. Ursache waren in diesem Fall Störungen, die über die Leitungen (prima Antennen für externe Impulse, die z.B. auch ein Wechselstrommotor erzeugen könnte) an den IC-Eingängen eingefangen wurden. Ein RC-Glied mit 10 kOhm und 100 nF schaffte Abhilfe.  ==> Soll heißen: 100 nF zwischen IC-Eingangspin und Masse legen und das Eingangssignal über einen 10 kOhm-Widerstand an den Eingang legen.
Viel Erfolg!

Grüße Jürgen
Hallo,

Erst mal danke für Eure Rückmeldungen.
Ich bin erst jetzt wieder zu Hause. Werde morgen Früh einen
Auszug aus dem Schaltplan posten.

Es ist definitiv ein Wechselstrommotor, der sich in der
Schrankenendstellung mit einem Kontakt selbst abschaltet.
Genau dann erzeugen die 4094 scheibar Schrott
und an den Ausgängen liegt dann irgendwas an.

Nur die Wechselspannung ist mit der Schaltung
verbunden über das Schaltungsnetzteil.

Lg Michael
Hi Michael !

Es kann durch aus sein, dass der Motor nach dem abschalten, eine sogenannte GEMK ( Gegengerichtete Elektromotorischekraft ) erzeugt
Diese erzeugt zum Teil eine sehr hohe Wechselspannung, die zum Teil elektronische Bauteile zerstören kann.

Gruß Thomas
Hallo Zusammen,

hier nun der besagte Schaltungsteil schnell hingemalt.
Es ist ein Schalter direkt im Schranken, der durch eine Scheibe im Schranken geschlossen wird, sobald der die Ruhestellung verlässt. Erreicht der Schranken die Endstellung, dann spinnt mein 4094.

Ich werde als nächstes mal versuchen eine RC Kombination an diesen Schalter zu montieren ...

Nachtrag:
Habe jetzt bei der Schaltung direkt bei den Motoranschlüssen ein RC-Glied montiert. Damit wird dieser Störungseffekt auf 50% reduziert D.h. jetzt passiert es nicht mehr immer.
Ich werde nun daran gehen, dieses RC Glied direkt im Schranken zu montieren.

Habt Ihr noch einen Tip wie ich die 40er besser absichern kann? Einen Tiefpass am Schieberegistereingang wird nicht funktionieren, da ich sehr schnell reinschiebe und da das Signal nicht mehr ordentlich ankommt.

Liebe Grüße,
   Michael


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Hallo Michael,

versuche, den Motor wie folgt zu entstören: Je ein 10 nF-Kondensator zwischen je einen Motoranschluß und das metallische Motorgehäuse und einen direkt zwischen beide Motoranschlüsse. Weiterhin könntest Du versuchen, mit 100 nF die Kontakte zu überbrücken.

Wenn das nicht hilft: Nimm ein anderes Schieberegister, nicht aus der CMOS 40xx-Serie, sondern aus der 74xx-Reihe (5V Betriebsspannung hast Du ja). Ist zwar veraltet, aber diese Typen sind bei weitem nicht so störanfällig. Leider weiß ich jetzt nicht, welches aus dieser Serie dem 4094 entspricht, da müßtest Du mal recherchieren.

Grüße Jürgen
Hallo Jürgen,

Ich probiere das Morgen aus. Bin gespannt ob ich an
Den Motor auch rankomme. Der ist nämlich schön
eingebaut ....

Danke Michael
Hallo Jürgen,

hat leider nix gebracht. Das Problem ist auch, daß der Motor selbst nur ein Plastikgehäuse hat und daher nicht als Schirm verwendet werden kann. Die Anschlüsse selbst sind nur als Kabel herausgeführt. Ein Kondensator zwischen den Anschlüssen und parallel zum Kontakt haben keine Wirkung gezeigt.
Es scheint sich hier wirklich eine sehr hohe Abschaltspitze zu bilden, welche sogar im 2 Meter entfernten Monitor noch zu hören ist.

Meine Überlegung ist nun, ob ich nicht einen Triac einbaue und damit den Motor direkt ansteuere. Mittels Optotriac sollte dies einwandfrei möglich sein. Beim Abschalten sehe ich dann kein Problem mehr, weil der Triac ja beim Nulldurchgang abschaltet.
Nur beim Einschalten habe ich dann vermutlich noch ein Thema ... oder?

Lg,
  Michael
HAllo Michael,

ich fürchte, daß eine Triacansteuerung nicht viel bringt, denn das
Problem der Gegen-EMK des Motors bleibt. An Deiner Stelle würde ich tatsächlich den Schritt gehen, das Schieberegister gegen ein solches der 74xx-Serie zu tauschen. Erst dann ist bei mir seinerzeit Ruhe eingekehrt.
Zuvor würde ich aber auch den Tip aus Beitrag 1 ausprobieren und feststellen, ob der Motor oder das Relais für die Probleme verantwortlich ist. In letzterem Fall dann zunächst einen anderen Relaistyp  ausprobieren.

LG Jürgen
Hallo Jürgen,

das Schieberegister ist ein 74HCT4094. Das Relais selbst macht auch nicht die Probleme.

Der Ablauf des Programms ist so:
1) Ein 5 Volt Relais wird eingeschaltet und damit läuft der Motor los
2) Nach ca 3 Sekunden wird das Relais abgeschaltet und der Motor läuft wegen des Kontakts im
Schranken selbst weiter
3) Erst wenn der Schranken die Endstellung erreicht öffnet sich dieser Kontakt. Genau in diesem Moment kommt meine Elektronik durcheinander und die Schieberegister haben dann irgendwelche Daten gespeichert.

Ich werde mich demnächst mal mit einem Osci reinhängen und genau schauen was da passiert. Melde mich dann wieder.

Danke,
  Michael
Hallo Michael,

warum verwendest Du eigentlich HCT? Das hat TTL-kompatible Eingangspegel und daher ist die Störfestigkeit nicht optimal wenn das mit einem CMOS Microcontroller über längere Kabel angesteuert wird. Die Störfestigkeit von TTL lebt davon dass da Störme fließen, bei HCT ist alles extrem hochohmig. Bei HEF4K und HC74 hättest Du eine symmetrische Schaltschwelle bei 50% VCC, also gleichen Störabstand nach High und nach Low.

Tausche das Schieberegister gegen einen HEF4094 oder setze Pull-Down Widerstände (10 K) an den Eingängen des HCT4094.

Grüße, Peter W.

Also wenn das Problem der hohe Motorstrom ist, der vom Schrankenkontakt unterbrochen werden muss und dieser bei jedem Unterbrechen einen Funkenbogen reisst, dann könnte man das vielleicht in den Griff bekommen wenn man den Kontakt nur noch einen kleinen Strom schalten lässt (5V= über Widerstand) und das Relais nimmt um den Motorstrom sauber zu trennen. Siehe meine Modifikationen deiner Zeichnung (ich hoffe dass diese "Verletzung" des Copyrights hier erwünscht ist).

Gruß,
Harald.



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@Peter:
Das mit den 10k werde ich demnächst ausprobieren, danke für den Tip. Mal schauen was das bringt.

@Harald:
Die Idee ist auch gut, werde ich dann auch noch ausprobieren. Vorallem wäre ich dann direkt an der Fehlerquelle mit meinem Relais dran und kann dort direkt entstören.

.... Ich werde vermutlich erst in zwei/drei Tagen dazu kommen was zu basteln. Feedback wird daher in bisserl dauern.

Danke für Eure Unterstützung!

Liebe Grüße,
  Michael
Hallo,

jetzt am Wochenende konnte ich mich endlich wieder mit dem Thema beschäftigen.

Ich habe nun ein Entstörglied, bestehend aus 15Ohm Wiederstand und 10nF Kondensator, parallel zum Schaltkontakt eingebaut und auch in der Stromversorgung je einen 10nF Keramikkondensator vor und nach dem Spannungsregler eingebaut.
Das Osci hat hier vorallem starke Störspitzen gezeigt, die die normalen Folienkondensatoren nicht rausgefiltert haben.

Nun läuft alles wie gewollt und die Motorabschaltung macht keine Probleme mehr!

Danke für Eure Hilfe!

Lg,
  Michael
Hallo,

Danke für die Information, ich hätte nicht angenommen dass Du die Entkopplung einer Logikschaltung mit Folienkondensatoren machst.

Grüße, Peter W.
Hallo Peter,

ja - die Schulzeit ist lange her .... hab' offensichtlich schon einiges wieder vergessen ...

Lg,
  Michael
Hallo Michael,

früher hat man das schon so gemacht, uns hat man noch Ende der 1980er eingetrichtert 47 nF je IC zu nehmen. Das war aber für TTL und LS-TTL gedacht. Diese Logikreihen sind viel langsamer als heutige HC/HCT, die sind am Eingang niederohmiger und am Ausgang hochohmiger. Ausserdem arbeitet diese bipolare Logik de facto mit Strömen, nicht mit Spannungen. Das hat ein ganz anderes Hochfrequenzverhalten zur Folge.
Damals hat man gerne Folie genommen (z.B. die bekannten roten von WIMA), weil deren Rastermass mit den DIL-Gehäusen gut harmonierte was das Layout vereinfachte. Es gab noch nicht die kleinen keramischen Vielschichtko's. Die alten keramischen Scheiben waren ziemlich groß, ich hab heute noch 100 nF / 50 V aus jener Zeit, die haben 12 mm Durchmesser. Für heutige Begriffe sind die  unvorstellbar riesig.
Heutzutage wird alles mit SMD Chipko's zugepflastert, und gut ist. In der THT (bedrahtete Technik) muss man oft schon geeignete Bauteile suchen - aber zumindest die blauen 100 nF sind auch da noch populär.

Grüße, Peter W.


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