Herausforderung: Trocknermotor ausschalten

[Zabex]

Moin,

ich versuche einen blöden simplen Wäschetrockner zu bändigen. Gedacht war, den Motor (Kondensatormotor), der bei leerer Trommel ca. 180W zieht, einfach von einem Arduino über eine billigen China-4-fach Relaiskarte zu schalten. Ein Relais für die Drehrichtung, eines zum Ein/Ausschalten.
Hier mal der Schaltplan. Statt Relais habe ich Schalter SW1 und SW2 gezeichnet:
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Der Effekt: Beim Abschalten kam 3x zuverlässig die 16A Sicherung, dann was das Relais hin. Ich hatte zuerst an einen blöden Verdrahtungsfehler gedacht und es daher mehrfach probiert.
Was wohl passiert ist, dass die Induktivität des Motors beim Abschalten einen Lichtbogen aufrecht erhält, der dann L und N kurzschließt.
Also habe ich den N abgeklemmt und eines der noch unbenutzten anderen Relais benutzt. Sah also so aus:
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Der Effekt: Die Sicherung bleibt drin, aber der Prozessor startet sauber neu.

Ich habe mal mit LTSpice den Krempel zu simulieren versucht. Den Betriebskondensator habe ich mit 10µF angenommen (Komme mechanisch nicht an den Motor, kann daher nicht nachsehen). Damit die Ströme halbwegs hinkommen habe ich die Spulen mit 18 Ohm (gemessen) und 500mH (geraten) dimensioniert. Ich war erschrocken über die 3-4KV, die beim Abschalten über den Kontakten anliegen. Kein Wunder das bei dem EMV-Puls der Prozessor einen Schluckauf kriegt.

Frage an die Praktiker: Wie mache ich am Besten die Funkenlöschung? Reicht ein 275V Varistor? Sollte ich ein R-C Glied nehmen, wobei C ein 275V X2 Kondensator ist? Die Verbindung zu N würde ich ja gerne drin lassen, damit sich der Motorstrom abbauen kann.

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Gruß,
Zabex

[Bastelbruder]

Varistor ist das Mittel der Wahl. Parallel zum Motor. Dann sind auch die Lichtbögen an anderen Schaltstellen nicht so lang.

Und höhere SpannungenLeistungen an Wechslerkontakten ist ein ganz heißes Eisen. Das macht man mit ZWEI gegeneinander verriegelten Schützen.

[Matt]

allein schonn N und L an eine kontaktsatz erinnert mich an Geschichte von Hamburger Sparwechselschaltung. Da ist auch nicht frei von diese Problem, da müsste schon spezielle Schalter dran . ODER andere Lösung 2x Relais, damit Lichtbogen nicht in eine Raum erzeugt wird.

Zu Kernproblemchen: Varistor ist auch meine Idee..

Grüss
Matt

[Felix945]

Du denkst aber schon daran das der motor auf seiner wellle zusätzlich die beiden lüfter hat die für die luftumwälzubg in der trommel sorgen?


Mit freundlichen Grüßen

[enebk]

Ich habe hier auch einen Trockner mit einem neuen Hirn versehen, die Ansteuerung vom Motor habe ich von der Originalsteuerung so übernommen:


Hat mit den billigsten Relais schon einige Betriebsstunden überstanden.

[Hightech]

Kann man das nicht mit Triacs (SSR) erschlagen ?

[Zabex]

Du denkst aber schon daran das der motor auf seiner wellle zusätzlich die beiden lüfter hat die für die luftumwälzubg in der trommel sorgen?

Die rein mechanische Originalsteuerung hat den Motor auch periodisch umgepolt. Die Lüfter sind keine Propeller sondern haben radiale Stege und arbeiten einfach mit der Fliehkraft - sind also drehrichtungsunabhängig.

Kann man das nicht mit Triacs (SSR) erschlagen ?

Die Schalten im Spannungsnulldurchgang aus - also im Strommaximum. Da brauche ich erst recht einen Snubber oder Varistor.

Von der Idee, L und N in einem Relais zu verwursten bin ich zum Glück geheilt.
Die Schaltung von enebk sieht betriebssicher aus. Ich müsste dann allerdings 2 Varistoren spendieren (jeweis vom Arbeitskontakt gegen N).

FRAGE:
Wie legt man einen Varistor für einen solchen Motor (200W bei leerer Trommel) aus?
Ich würde zwei 20mm-Scheiben S20K275 besorgen, da das die größten sind die ich ohne Probleme kaufen kann. Ich habe noch ein paar 7mm Varistoren (275V) auf meiner alten Waschmaschinenplatine. Lohnt es sich, die auszulöten oder wird der Motor die zügig himmeln?

[IQON]

Mal gefragt was hast du bei der ersten Schaltung für ne Bewandniss gehabt den Motor beim ausschalten kurz zu schliessen, weil das kenne ich so nicht...

das ist eigentlich die klassiche Rohrmotorschaltung von nem Rolladenmotor...
N immer dran und dan zwei separate Relais eins für die eine Drehrichtung eins für die andere...
in software verigeln fertig ...
wenn beide anziehen schmilzt dir der motor im schlimmsten fall...

dann noch den motor mit nem Kondensator entstören und es sollte eigentlich gut sein...

[Hightech]

Ist es bei Varistoren nicht so, das die abnutzen wenn die öfter einen auf den Deckel bekommen ?
ist da nicht ein RC-Snubber 10R/100n ausreichend ?

[Hightech]

Die Schalten im Spannungsnulldurchgang aus - also im Strommaximum. Da brauche ich erst recht einen Snubber oder Varistor.

Mit Verlaub, oder so :
die schalten garantiert nicht im STROMmaximum aus !
Triacs schalten im Stomminimum aus, da sollte rein nix passieren.
Oder bin ich gerade doof ?
Die "besseren" schalten im Spannungsnulldurchgang EIN.

[Zabex]

Triacs schalten im Stomminimum aus, da sollte rein nix passieren.

Du hast natürlich vollkommen recht. Da war ich mit den Gedanken wohl bei was anderem...

[Bastelbruder]

Natürlich schalten Thyristoren und TRIACs beim Unterschreiten des Haltestroms aus. Bei rein induktiver Last könnte das tatsächlich mit der Spannungsspitze zusammenfallen. Aber die taucht gleichzeitig auf beiden Seiten des Schalters auf und verhindert Funkenflug. Und weil kaum Strom fließt, kann auch keine nennenswerte Überspannung auftreten. Ein VDR ist trotzdem nicht falsch.

Zum Einschalten induktiver Lasten sind die "besseren" Halbleiterrelais mit Nulldurchgangssteuerung tatsächlich die schlechtere Wahl, weil Induktivitäten besser im Spannungsmaximum eingeschaltet werden sollten damit das Eisen in der darauf folgenden Halbwelle nicht in die Sättigung gerät. Allerdings ist das nur bei Ringkerntrafos richtig heftig, also in inserem Fall egal.

[Hightech]

Also denn 2*moc3060 und 2*tic208 und fertig.

[sysconsol]

Die Lüfter sind keine Propeller sondern haben radiale Stege und arbeiten einfach mit der Fliehkraft - sind also drehrichtungsunabhängig.

Wenn die Schaufeln nicht gekrümmt sind, dann ist die Drehrichtung egal.
Wenn sie gekrümmt sind, funktionieren sie nur in eine Richtung.

[Zabex]

Also denn 2*moc3060 und 2*tic208 und fertig.

Hm, Tic208 kenne ich nicht und finde ich nicht. Meinst Du TIC206?

[Robby_DG0ROB]

Die Lüfter sind keine Propeller sondern haben radiale Stege und arbeiten einfach mit der Fliehkraft - sind also drehrichtungsunabhängig.

Wenn die Schaufeln nicht gekrümmt sind, dann ist die Drehrichtung egal.
Wenn sie gekrümmt sind, funktionieren sie nur in eine Richtung.

Aber die Form des Gehäuses spielt eine Rolle, weil der Austritt tangential mündet und außerdem in Drehrichtung der Querschnitt weiter wird. Luft kommt sicher auch raus, wenn er anders herum dreht, aber geringerer Luftstrom wird auch zu einer wesentlich höheren Lufttemperatur führen, wenn nicht gar der Begrenzer anspricht. Beim heute vorherrschenden Kondens-Trockner spielt auch der Kühlluftstrom eine Rolle, d.h. die Raumluft, die durch den Wärmetauscher strömt. Eine Reduzierung wirkt sich da erheblich auf die Wasserabscheidung aus.

Beachtet beim Motor außerdem, dass es -anders als beim Fensterantrieb- zwei verschiedene Wicklungen, hinsichtlich Impendanz/Spannungsfestigkeit sind, so dass eine Vertauschung von Haupt- und Hilfswicklung nicht ratsam ist.

[Zabex]

Beachtet beim Motor außerdem, dass es -anders als beim Fensterantrieb- zwei verschiedene Wicklungen, hinsichtlich Impendanz/Spannungsfestigkeit sind, so dass eine Vertauschung von Haupt- und Hilfswicklung nicht ratsam ist.

Also sollte ich den Motor z.B. 60s in Vorzugsrichtung drehen lassen und dann für nur 10s rückwärts? Die Vorzugsrichtung müsste man erkennen können, wenn der Luftaustritt vom Lüfter asymmetrisch ist. Oder kann ich aufgrund des Wicklungswiderstands herausbekommen, welches die Hauptwicklung ist? Gemessen habe ich 17.6 und 18.1 Ohm, würde also bei 17.6 (rote Leitung) auf die Hauptwicklung tippen, bei 18.1 (weiß) auf die Hilfswicklung.

[ferdimh]

Also, mein Trockner läuft gleichberechtigt in beide Richtungen.
Ungefähr jeder andere Trockner auch.
Die Motoren sind auch symmetrisch gebaut, dass sie eben in beide Richtungen laufen können. Das gilt zumindest für meinen Mielemöller.

[TDI]

FRAGE:
Wie legt man einen Varistor für einen solchen Motor (200W bei leerer Trommel) aus?
Ich würde zwei 20mm-Scheiben S20K275 besorgen, da das die größten sind die ich ohne Probleme kaufen kann. Ich habe noch ein paar 7mm Varistoren (275V) auf meiner alten Waschmaschinenplatine. Lohnt es sich, die auszulöten oder wird der Motor die zügig himmeln?

Im Datenblatt des Varistors steht die "Average Power Disipation" in Watt, die maximale Energiemenge eines 2ms-Pulses in Joules und der Spitzenstrom eines definierten Impulses.
In der Induktivität des Motors steckt die Energie. Der Innenwiderstand begrenzt den Strom. Aus der Schalthäufigkeit und der Energiemenge ergibt sich die mittlere Leistung.
Daraus müsste sich das doch errechnen bzw abschätzen lassen, oder?
Ob vieleicht auch noch in der Drehbewegung des Motors Energie steckt, die in dem Moment auch verheizt werden muss?
Ich glaube bei dem Motortyp eher nicht, oder?

[ferdimh]

Ob vieleicht auch noch in der Drehbewegung des Motors Energie steckt, die in dem Moment auch verheizt werden muss?
Ich glaube bei dem Motortyp eher nicht, oder?

Nicht von Bedeutung.
Die Energie, die abzubauen ist (weil sie U>300V verursacht) ist ausschließlich induktiv im Luftspalt versteckt. Mit einer Messung der Induktivität von dem Möller bei f >50Hz (1kHz Messfrequenz oder mehr verwenden) sollte man das tatsächlich abschätzen können. Ich erwarte aber keine gigantischen Energiemengen.
In den üblichen Schaltwerksmöhren wird die Energie hier in einer 100Ohm-100nF X2-Kombi verheizt, wenn der X2 weggeheilt ist, hat die Maschine halt einen hohen Schaltwerksverbrauch.
Auch wenn die Lösung mit dem Varistor im Prinzip die ordentlichste ist, wird hier wohl ungefähr jede Funkenlöschmaßnahme den Job tun.

[Zabex]

UPDATE:
Der Trockner läuft jetzt.
Ich habe als Entstörung außer Snubber alles reingepackt was mir eingefallen ist. Ein Varistor über jedem Relaiskontakt und Schützkontakt hat nämlich nicht ausgereicht. Dauernd hatte ich Reboots oder Display Aussetzer. Also habe ich vor die Motorrelais noch eine Triacstufe aus Moc3063 und BT137 gesetzt. Natürlich auch mit 'nem Varistor drüber. Dann noch 330 Ohm Widerstände vor jeden digital Input und einen 47uF Elko an die 5V Versorgung direkt auf den Arduino Nano gelötet (Kerko ist auf der Platine). Die Leitungsführung habe ich auch nochmal verbessert, so dass verseuchte Netzleitungen nicht direkt neben 5V Datenleitungen verlaufen.
Auch habe ich die I2C Kommunikation mit dem Display mit delay Befehlen zugepflastert. Dazu noch den Watchdog aktiviert. Trotzdem hatte ich beim 60min Probelauf einmal Blödsinn auf dem Display. Zum Glück hat sich das wieder gefangen.
Morgen liefer ich den Saurier aus. Hoffentlich hält nun die Mechanik nich 'ne Weile durch.

Gruß,
Zabex

[Zabex]

Eine echt blöde Idee war, 275V Varistoren über die Kontakte der Motorrelais zu löten. Nach einer halben Stunde kam magic Smoke aus der Maschine und ich fand einen rabenschwarzen, nun doppelt so dicken Varistor.
Bin schnell drauf gekommen, was da schief gelaufen ist: der offene Relaiskontakt hängt ja am Punkt im Motor zwischen Kondensator und Motorspule. Und diese L-C Kombination schiebt die Spannung gehörig nach oben. Spitzen von 540V alle 10ms haben dem Varistor dann mehr abverlangt als er wegbraten konnte.
Also werde ich die Varistoren ausbauen. Der über dem Triac muss reichen.

Die Frage ist:
Werden die Relais die hohe Spannung mitmachen? Auf denen steht ja 230V.
Geschaltet werden die immer im stromlosen Zustand, da ich erst eines der Relais einschalte und 50ms später den Triac frei gebe. Beim Abschalten umgekehrt: Erst den Triac aus, 50ms später das Relais. Die Kontakte müssen also nur die 540 Vss (irgendwas bei 370Veff) aushalten.

[Chemnitzsurfer]

Müsstest du mal ins Datenblatt des Herstellers schauen.
Finder gibt z.B. für seine Serie 40 250V Nennspannung und 400Vmax. Schaltspannung (AC) an.
Ausserdem sind die Kontakte mit 6 kV (1.2/50 μs) angegeben.

Die Relais SANYOU SJ von Pollin sind mit max. 275V (normal 250V AC) zugelassen.

Die Relais OMRON G2R-1 wiederum mit 250V /380V