Verbesserung meiner elektrischen Infrastruktur

[Batucada]

Meine Gedanken kreisen zurzeit ständig um die Frage, wie ich die Kosten senken kann, wenn ich meinen Dickenhobel trotz der wackeligen Energieversorgung betreiben will. Die ideale Lösung wäre natürlich ein mit edlen Materialien großzügig ausgebautes Stromnetz. Kann man machen – wenn das Taschengeld es zulässt.

Es sind jedoch nicht die Stromkosten, die ins Gewicht fallen. Es sind vielmehr die Beeinträchtigungen des Netzes, die ich selbst verursache, wenn ich den Hobel einschalte. Genau die rufen den Hausbesitzer auf den Plan – und der macht ein böses Gesicht. Ein ganz böses.

Also ist es sinnvoller, den Hebel genau an der Stelle anzusetzen, die den größten Ärger verursacht. Und das ist beim Einschalten das Gehabe eines Reihenschlussmotors – so müsste man die Universalmotoren ihrem Grundprinzip nach eigentlich nennen.

Daraus ist die Idee entstanden, eine Anlaufstrombegrenzung zu entwickeln. Ihr Ziel ist es, den Motor kontrolliert bis zur gewünschten Maximalstromgrenze hochdrehen zu lassen.

Wie soll das funktionieren?

Das Mindeste, was man dazu kennen muss, ist der Strom. Den muss man zunächst einmal messen können. Messen kann man vieles – vorausgesetzt, man verfügt über die passende Sensorik. Also muss ein Stromwandler her.

Nun wäre es natürlich äußerst praktisch, wenn man für jede auf dem Markt befindliche Maschine einfach in den Laden um die Ecke gehen und sich den passenden Stromwandler aus dem Regal nehmen könnte. Da das nicht möglich ist, bleibt letztlich nur eine Lösung: den Stromwandler selbst zu bauen. Ich habe natürlich gut reden und meinen Sparringspartner kurzerhand angepflaumt: „Speedy, mach mal!“ Hier ist das Ergebnis:

Vorbemessung des Stromwandlers für den ASB

Vorgaben
Primärstrom Ip = 25 Aeff
Primärwicklung Np = 5
Ausgangsspannung Us = 2 Veff
Frequenz f = 60 Hz

Ferritkern
Typ TDK B65651W0000R087 P18 × 11
Material N87

Kenndaten des Kerns
Effektiver Kernquerschnitt Ae = 46,7 mm²
Magnetische Weglänge le = 26,6 mm
AL-Wert AL = 3600 nH/N²

Primäre Amperewindungen
Die antreibende magnetische Kraft beträgt
Θ = Np ⋅ Ip
also
Θ = 5 ⋅ 25 = 125 Amperewindungen

Wahl der Sekundärwicklung
Vorgabe: weniger als 100 Windungen, möglichst einfache Handwicklung

gewählt:
Ns = 80

Stromübersetzung
Für einen idealen Stromwandler gilt
Np ⋅ Ip = Ns ⋅ Is

Somit ergibt sich

Is = Np / Ns ⋅ Ip
Is = 5 / 80 ⋅ 24 = 1,563 Aeff

Bürdenwiderstand
gewünscht:
Us = 2 Veff

Nach dem Ohmschen Gesetz

RB = U / I
RB = 2 / 1,5632 = 1,28 Ω

Mittlere Drahtlänge
Mittlere Windungslänge laut Datenblatt
ln = 35,6 mm

Gesamtdrahtlänge
80 ⋅ 35,6 mm = 2,848 m

Wickeldraht
30 AWG CuL (d = 0,255 mm)

Kupferquerschnitt
A = 0,051 mm²

Ergebnis der Vorbemessung:
Ferrit TDK P18×11 N87
Primärwicklung 5 Windungen
Sekundärwicklung 80 Windungen
Wickeldraht 30 AWG CuL
Primärstrom 25 Aeff
Sekundärstrom 1,56 Aeff
Bürde 1,28 Ω
Ausgangsspannung 2 Veff

 

[Arkhan1806]

Kannst du nicht einfach eine Stromzange kaufen? Die Kosten hier in DE ab 30 € und es würde mich extrem wundern, wenn man so ein Teil in der Karibik nicht bekommt... Das ist ein Standard-Werkzeug für jeden Elektriker.
Und die Genauigkeit sollte selbst bei den günstigen Modellen deutlich besser als bei einem Eigenbau sein...

PS:
So wie ich das jetzt auf den ersten Blick sehe, baust du dir gerade einen Trafo und keine Wandlerspule...
Wenn da jetzt primär 110V reingehen, kommen da sekundär ca. 1,75 kV raus. Macht nach groben Überschlag ca. 1,75 A, die durch deinen Körper fließen, wenn du ranfasst und die wiederum machen dich in wenigen Millisekunden ziemlich tot! Einen Strom kannst du damit auf jeden Fall nicht messen...

Vielleicht verstehe ich deinen Plan auch komplett falsch, dann ignoriere mein "Gemecker"...
Wenn nicht solltest du aber einigermaßen fix darüber nachdenken, das Projekt aufzugeben!
Und nein, ne KI ist kein angemessener "Sparringspartner" in Elektrik-Fragen...

 

[Batucada]

Kannst du nicht einfach eine Stromzange kaufen?

Hallo Arkhan

Ich glaube, du hast nicht verstanden, was ich überhaupt entwickeln möchte.
Du liest:

• Wicklung,
• Strom,
• Trafo,

und ordnest das automatisch in deine Erfahrungswelt ein. Das ist menschlich. Aber du diskutierst damit ein anderes Projekt, was ich nicht betreibe.

Ich entwickle keinen Messadapter und keinen Spannungstransformator, sondern einen analogen Anlaufstrombegrenzer mit Stromregelung. Der Stromwandler ist lediglich der Sensor im Regelkreis."

Erst wenn das verstanden ist, lohnt sich überhaupt die weitere Diskussion.
Denn sonst reden wir über völlig verschiedene Dinge. Und genau diesen Eindruck habe ich bei deinem Beitrag.

 

[Batucada]

Jetzt habe ich in den letzten Tagen mal ein wenig meine Gehirnwindungen geknetet, mit dem Ziel, eine Architektur zu entwickeln, wie man es schaffen könnte, meinem Hobel die Raubtiergewohnheiten beim Anlaufen abzutrainieren.

Die chinesischen Entwickler waren ja schon ziemlich clever und haben zur Verringerung des Massenträgheitsmoments den Motor fast genauso lang gebaut wie die Messerwelle. Dadurch wurde er außergewöhnlich schlank, was sich positiv auf das Trägheitsmoment auswirkt.

So hat der Hobel gefühlt eine Hochlaufzeit von etwa einer Sekunde. Meine Einschätzung ist daher: Wenn man dem Motor beibringt, beim Anlaufen nicht so viel Strom zu ziehen, verlängert sich zwar die Hochlaufzeit etwas, das wirkt sich aber positiv auf alle Komponenten aus, die erforderlich sind, um einen solchen Motor ans Netz zu bringen.

Ich stelle den Funktionsplan einfach mal ins Forum. Ich hätte dafür gerne genormte Symbole verwendet, habe aber nichts Passendes gefunden.

 

[Arkhan1806]

nicht verstanden, was ich überhaupt entwickeln möchte.

Das Mindeste, was man dazu kennen muss, ist der Strom. Den muss man zunächst einmal messen können.

Ne, haste Recht, ich hab keinen Plan, was du bauen willst...

Es gibt im übrigen auch komplett fertige Einschaltstrombegrenzungen für wenige Euro zu kaufen, je nach Vorlieben auch für den Schaltschrankeinbau. Oder du verbaust einen Frequenzumrichter (wäre Overkill, aber der begrenzt den Anlaufstrom auch, wenn man will und hat viele andere Vorteile). Ich würde behaupten, das ist beides im Zweifelsfall günstiger als deine Aktion.
Aber mach mal... Du weißt ja offensichtlich, was du tust und kannst durch keinen großen Wissensschatz die Ergebnisse der KI sicherlich auch perfekt interpretieren und alle Fehler herausfiltern...


Ich bin raus, viele Grüße
Daniel


PS:

Übrigens: Ich verwende ChatGPT auch, um Texte – wie beispielsweise diesen – vor dem Veröffentlichen zu überarbeiten.

Ich fände es im Übrigen schön, wenn du hier im Forum Texte postest, die du auch komplett selbst verfasst hast. Soll ja ein Austausch zwischen Menschen bleiben und kein Austausch zwischen LLMs...

 

[Batucada]

Es gibt im übrigen auch komplett fertige Einschaltstrombegrenzungen für wenige Euro zu kaufen, je nach Vorlieben auch für den Schaltschrankeinbau. Oder du verbaust einen Frequenzumrichter (wäre Overkill, aber der begrenzt den Anlaufstrom auch, wenn man will und hat viele andere Vorteile). Ich würde behaupten, das ist beides im Zweifelsfall günstiger als deine Aktion.

Hallo Daniel.
Dein Beitrag enthält eine richtige Aussage und eine falsche Schlussfolgerung.
Einschaltstrombegrenzungen für wenige Euro. Ja, die gibt es. Aber die meisten davon arbeiten mit:

• NTC-Widerständen,
• Relais-Bypass,
• oder einer sehr einfachen Zeitsteuerung.

Sie begrenzen den Einschaltstrom für Netzteile, Trafos oder Kondensatorladungen. Sie regeln aber nicht den Motorstrom eines Universalmotors während des Hochlaufs. Das ist eine völlig andere Aufgabenstellung.

Frequenzumrichter
Hier liegst du aus meiner Sicht völlig daneben. Ein Frequenzumrichter ist für einen Asynchronmotor gedacht. Mein Hobel besitzt einen Universalmotor (Reihenschlussmotor) mit Bürsten. Ein normaler FU ist dafür schlicht nicht das passende Betriebsmittel. Außerdem besteht die Gefahr, dass der Motor zerstört wird. Das wäre kein magisches Ereignis, sondern es wäre sogar technisch begründet. Ein Universalmotor hat Bürsten und einen Kollektor, der die Kommutierung besorgt, diese sind für den Betrieb mit der vorgesehenen Versorgungsart ausgelegt und reagieren empfindlich auf ungünstige Schaltspannungen und schlechte Kommutierung.

Aber mach mal... Du weißt ja offensichtlich, was du tust und kannst durch keinen großen Wissensschatz die Ergebnisse der KI sicherlich auch perfekt interpretieren und alle Fehler herausfiltern...

Was möchtest du mit dieser Häme bezwecken?

Ich fände es im Übrigen schön, wenn du hier im Forum Texte postest, die du auch komplett selbst verfasst hast. Soll ja ein Austausch zwischen Menschen bleiben und kein Austausch zwischen LLMs...

Meine Texte habe ich selbst verfasst. Hinter jedem meiner Texte steht der Sinn und die Absicht, was ich ausdrücken möchte. Andere Menschen benutzen Korrekturprogramme oder Rechtschreibhilfen. Ich benutze die KI in dem gleichen Sinne, dass ich dazu die KI verwende, habe ich bekannt gegeben.

Ich benutze die KI wie ein Werkzeug, in dem ich Hinweise aufnehme und denen nachgehe. Der Funktionsplan, den ich in diesem Faden bereits dargestellt habe, ist nicht das Ergebnis einer Anfrage an die KI. Eine KI käme aber sicher nicht auf die Idee, einen Frequenzumrichter als mögliche Altenative zu meinem Vorhaben anzubieten.