Styrning av motorstart/kaffekvarn

[frenchie]

Hejhej

Jag håller på att renovera något så obskyrt som en kaffekvarn från 30-40-talet.


Den drivs av en rejäl synkronmotor med 2X4 lindningar.

Trots formeln

innehåller märkplåten både 50 p/s och varvtal 1400 (som ju borde vara 1500).
Märkspänning 220 V, märkström 2.8 A. Lämnad effekt 1/3 hk ≈ 250 W.




Lindningarna har tre ingångar; Mitt - Blå - Gul.


Jag mäter
Gul-Blå (hela slingan): 21.5 Ω
Gul-Mitt: 13.8 Ω
Mitt-Blå: 7.7 Ω

Följande vridmonster har plockats ur (står alltså i läge #2 på bilden)


Vredet ovan har fyra lägen
#1 kretsen bruten, avstängt
#2 fas -> Blå OCH fas -> 72 Ω "brödrosten" lindad på asbest-plattor -> Gul
#3 samma som #2 (!)
#4 fas -> Blå

Utan att ha provkört maskinen (mest eftersom vridreglaget var i så uselt skick och saknade en släpsko i friskt skick) känns det ju som
- Läge #2/#3 innebär alla 8 slingor inkopplade borde ju innebära 750 varv. Men eftersom samma fas ligger i dubbelslingor kanske det bara innebär ökat moment och strävan efter 1500 i alla fall?
- Läge #4 kopplar bort förkopplingsmotstånd och anslutning Gul = bara 4 slingor kvar = 1500 varv.

Min tanke är att (lite trist men ändå) skruva ihop en plastlåda proppad med lagom mycket elektronik för att göra samma jobb. Så vitt jag begripit är det bara momentet man dämpat för att inte rycka igång för hårt, en synkronmotor är ju en synkronmotor. Eller tror ni den lämnar 750 på läge #2/#3?


Har någon ett bra förslag på styrning? Det är ju en del effekt och ganska hög startström gissar jag.

[frenchie]

Oh shit, kom på att jag inte har en susning om bilden nedan stämmer

Det är inte alls säkert att varvet är åt rätt håll...

Sladdarna är prydligt fastlackade, inget jag tänker röra i onödan.

[Tekko]

Det där är en vanlig asynkronmotor med kondensatordrift. Den klenare lindningen är startlindningen.

[frenchie]

Är det en asynkron? OK, jag måste ha missat något. Det finns alltså inga släpringar eller annat kopplat till rotorn.

[bonecrime]

Japp ser ut som en asynkronmotor. Gissningsvis så är det inga permanentmagneter i rotorn, eller?

[danei]

Även om rotorn inte finns med på bild så ser det väldigt mycket ut som en asynkronmotor. Det förklarar även varvtalet.
En synkronmotor måste du antingen varva upp till synkront varvtal innan tillslag eller köra med en frekvensomformare. Inget av alternativen är realistiskt på en kaffekvarn från 40talet.

[kimmen]

Det där är en vanlig asynkronmotor med kondensatordrift. Den klenare lindningen är startlindningen.

Nja, resistorstart snarare... Alltså som många kylskåpskompressorer.

Det borde vara så att den startas i läge 2 med båda lindningarna inkopplade och sedan kopplas över till läge 4.

Mycket snygg maskin dessutom. Kul projekt!

[Johanb]

En synkronmotor måste du antingen varva upp till synkront varvtal innan tillslag eller köra med en frekvensomformare. Inget av alternativen är realistiskt på en kaffekvarn från 40talet.

Gammal myt. De motorer jag ritat styrskåp till (storlekar omkring 5MW till 20MW var vanligast) slår man in på nätet med lasten frånkopplad och utan fältspänning. Startströmmen är helvetisk och man följer strömkurvan för att avgöra när fältspänningen ska anslutas (motorn går synkront).

[Tekko]

Har sett synkronmaskiner som haft både permanentmagnetet samt ett ekorrhjul i rotorn.

[xxargs]

Synkronmotorer är förmodligen så sällsynta företeelse idag att det läser man i stort sett bara om i böcker om elmaskiner och typiskt att räkna på dessa - innan man börja med asynkronmotorer.
men nog fasen fanns det såndana med asynkronlindningar för uppstarten ?

Förr användes dessa som faskompenseringsmaskiner (i stället för kondensatorpaketer) i stora industrier och inom kraftdistributionen - förmodligen ersatt med andra lösningar idag

det finns så vitt jag vet egentligen bara en applikation som synkronmotorer fortfarande används i - som klockmotor i mekaniska kopplings och urverk...

---

Din är utan tvekan en enfas asynkronmotor med startlindning och arbetar med resistiv start - dvs. lindningarna har olika resistanser (med din externa trådelement som hjälp) och därmed får lite olika fasfördröjning på något 10-tal grader mellan varandra och därmed orka starta motorn. dvs. samma teknik som en kylkåpskompressor startar med.

Din startapparat är handmanövrerad och medans du flyttar kontakterna från stoppläge till driftläge så skall kontakterna glida över i startläge tillräckligt lång stund under manövreringen (det är därför du har två lika kontaktpunkter mellan start och stopp för att få tillräckligt med starttid) och motorn hinner varva upp en bit innan du kommer i driftläge. - med andra ord inte för snabb manövrering. Och räkna med att detta drar _massor_ av ström i starten och med dagens relativt styva nät så kanske en för klen säkring rycker - förr i tiden med med veka nät så blickade det nog till i lamporna i hela bygden istället och startströmmen höll sig något mer måttlig

Om en 1/16-dels hästars TL2A-kompressor (ca 85 Watt) behöver 10 ampere peak i ström för starten och din är på 1/3-dels hästkraft ... ja, var beredd med extra säkringar vid dom första testerna

Senare motorer så hade man en centrifugalvikt-krans på motoraxeln som manövrerade den fasta kontakten för startlindning automatiskt när motorn varvat upp och typisk dessa var att de luktade ozon kort efter starten pga. den ibland gav ganska häftiga blixt inne i backelitkontakten när den bröt startlindningen - räkna att det gör samma sak och blixtrar en del när du handmanövrerar din maskin .

Förmodligen kan du skrämma barn till mardrömmar om natten om de ser dig starta den där maskinen med blixt och urladdning under starten

---

Om man skall modernisera starten och kanske göra den mer barnvänlig (dvs ingen spänning på de synliga berörbara delarna) - tja - allvarligt fundera på en relästartapparat från en större fryskompressor att gömma undan någonstans - då kommer startreläet vara draget och mata startlindningen så länge motorn dricker enorma mängder med ström genom huvudlindningen och släpper sedan när motorn varvat upp och strömmen gått ned - gäller bara att den inte drar så mycket i tomme att startreläet fortfarande hålls dragen och inte blixtrar för mycket i kontakttungorna när de släpper(då det kanske måste få lite hjälp med snubberkretsar), det beror lite på hur reaktivt motorn går - mät driftströmmen när du kan.

[frenchie]

OK, har någon ett DIY-tips att rikta mig mot? Motorstyrning har aldrig varit min starka sida, en färdig modul för tusentals kronor kommer inte på fråga!
Ska jag bygga ett likadant fast modernare vridbygge med "brödrostmotstånd" eller glida in i 2012-talet på något halvledarmässigt sätt? Jag är funktionslist, inte så noga med tekniken under skalet så länge grejorna gör och ser rätt ut utanpå. Man kan väl anta att vrid-prytteln smågnistrat lite i sitt ensamma mörker genom åren...

[frenchie]

Jag låg visst för länge på mitt oskrivna inlägg och hann få svar. Men, jag klurar på om det inte går att göra något icke-elektromekaniskt, mer halvledar-smygstart. Utan att fullständigt tömma plånboken.

[xxargs]

en variant är att göra som jag gjorde med kylskåpskompressorn - satte en motorkonding på 6 µF mellan live och startlindning och lät den vara konstant inkopplad - motorn blev också mycket starkare i starten än med orginal startapparat - och värdet blev så rätt att motorn blev fullt faskompenserad och dessutom drog något mindre med effekt än när den bara körde på en lindning som tänkt..

Din motor är större så det kanske krävs större konding - dock helst inte så mycket och bara så att den precis startar säkert utan för mycket tvekan då du vill hålla nere strömmen på startlindningen för att den inte skall gå varm då den normalt inte är tänkt att vara inkopplad under drift.

man kan prova med små värden på motokonding till allt större tills den vill starta - därefter mäta strömmen och räkna på dess uppmäta resistans och se om effektutvecklingen är rimlig gentemot kylningsmöjligheterna och bedöma om den kan gå konstant inkopplad eller måste kopplas ur efter start. Är inte de resistiva förlusterna högre än huvudlindningen med dess ström så kan man troligen låta kondingen sitta kvar permanent under drift då kylningnen är ungefär likartad för båda härvorna.

Nu är det väl en maskin som inte körs timme efter timme utan högst någon minut åt gången - dock skall man bygga för att den inte skall gå varm om den lämnas igång under en längre tid...

[danei]

Johanb: Den varvas alltså upp alltså upp som en asynkronmaskin. Utan fält är det inte en synkronisering. Det var ett av alternativen jag beskrev.

[Gimbal]

Varför bygga om den överhuvudtaget? Laga den till ursprungskick istället.