PTC-Motorueberwachung SEHR SEHR EILIG

Uwe H.

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27. Juli 2011
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Hallo zusammen,

eine dringende Frage an die Experten hier:

Ich hab einen Kunden, der ne Disko hat und wo die Ventilation nicht so richtig funktionieren will. Der Zuluftventilator meldet, dass der Motor ueberhitzt und schaltet alle 20min die komplette Belueftung ab. Ich bin mir nicht sicher, ob der Motor tatsaechlich ueberhitzt oder jemand nur die falschen Berechnungswerte im Frequenzumrichter eingegeben hat. Das Ganze sieht so aus:

Motor ist ein 3-phasiger Siemens LA1 7090-4AA11 mit jeweils einem PTC in jeder Wicklung, also insgesamt drei PTCs in Reihe geschaltet. Im Ruhezustand messe ich am Datenkabel 179 Ohm, bei laufendem Motor sinkt der Wert. Das ist fuer mich schonmal seltsam, der Wert sollte doch bei einem PTC mit zunehmender Temperatur eigentlich steigen...? Ausserdem sind 179 Ohm fuer drei PTCs in Reihe nicht etwas wenig?
Laut dem Siemens Datenblatt sind es aber PTCs (die Kennzeichnung A11 am Ende deutet darauf hin).

Die PTC-Strecke ist korrekt nach Bedienungsanleitung am FU in Form eines Spannungsteilers am Analogeingang angeschlossen:

VCC (10,4V) ------- 3,3k -------Analogeingang ------- PTC -------GND

Spannung am AI bewegt sich im mV-Bereich und sinkt entsprechend mit steigender Temperatur. Im FU ist unter PTC-Wert "3000" eingetragen, was 3kOhm bedeutet. Leider finde ich keine konkrete Bezeichung der PTCs im Datenblatt von Siemens. Der FU ist ein Telemecanique Altivar 21.

Ich hab den Motor gestern ohne Temperaturueberwachung laufen lassen und mit der Hand die Temperatur am Gehaeuse geprueft. Heiss wird der nicht, gefuehlt hat er so um die 40-45 Grad. Auslastung liegt im Betrieb bei 85% (42,5 Hz). Trotzdem schaltet das System nach einer gewissen Zeit ab und meldet Ueberhitzung. Fehlende Kuehlung kann man bei einem Zuluftventilator ebenfalls ausschliessen, da er im Frischluftstrom liegt. Motor ist sauber, keine Staubablagerung oder aehnliches. Gestern hab ich die Leistung auf 75% verringert und zwei Stunden lang den AI mit dem Multimeter ueberwacht. Kein Alarm, stabile Werte, alles ok. Aber in der Nacht fing das Theater dann wieder von vorn an und der Kunde rief mich heute morgen direkt an.

Meine Frage: Ist der Motor tatsaechlich im Arsch oder ist hier etwas mit den Temperaturfuehlern/Einstellung am FU verbockt worden? Bitte um schnelle Antwort oder einen Hinweis, um 15.00 muss ich zu dem Kunden und die Anlage entweder stilllegen oder, falls was verbockt ist, korrekt einstellen. Ich kenne mich mit PTCs in Motorueberwachungen leider garnicht aus. Dazu kommen die fallenden Widerstands-Werte mit steigender Temp, was doch eigentlich auf NTCs hindeutet...? Und nur 179 Ohm bei drei in Reihe geschalteten PTCs?
Die Einstellung der PTC-Strecke auf 3kOhm im FU sind die Werkseinstellung, kann das ueberhaupt korrekt sein bei 3 PTCs?
 
Hmm...

Du weißt nicht, ob es sich um irgendwelche PTCs oder konkrete Pt1000 (3 Stück) handelt?
Duweißt aber sicher daß die 3 in Reihe, und mit einem 3k3 davor beschaltet sind?

Die Tabelle hier ganz unten hast Du mal gesehen? passen tut da irgendwie gar nichts...
Dieses FU- und Steuergerät, ist für unterschiedliche Motoren geeignet, und einstellbar, korrekt?

Edit: Und ja, bei einem temperaturabhängigem Widerstand mit "Positivem Temteratur Coeffizient" steigt der Widerstand mit steigender Temperatur. Die Platin-Thermometer sind auch PTCs.
 
Ausgehend von der Motorbezeichnung sind es drei PTCs in Reihe. Das Schaltbild dazu findet sich auch im Anschlusskasten des Motors und bestaetigt dieses.

Der Anschluss als "Spannungsteiler" mit einem 3,3k Festwiderstand zwischen VCC und AI ist in der Bedienungsanleitung vom FU zu finden unter Punkt 6.17.15 und wurde auch so umgesetzt.

Ich bin mir aber nicht sicher, was die Konfiguration des FU angeht. Dort gibts zwei Punkte im Menu. Einmal zum Ein- und Ausschalten der Ueberwachung und zweitens zur Angabe des Widerstandes des PTCs oder der PTC-Strecke (bis 9 Stueck moeglich). Die Einstellung ist 3000 Ohm, was der Werkseinstellung entspricht. Und hier bin ich mir nicht sicher, ob da nicht ein anderer Wert hingehoert. Das wuerde auch den Widerstandsabfall erklaeren, denn solang ein PTC nicht ueberhitzt, kann sein Wert fallen. Erst bei Ueberhitzung steigt der Wert um mehrere Zehnerpotenzen an. Und eben dieser Effekt sollte vom FU erkannt werden. Das er stattdessen jetzt auf den Fall des Widerstandes reagiert, deutet eher auf eine falsche Konfiguration statt auf Motorschaden hin...

Leider finde ich keine Hinweise zur korrekten Konfiguration im Netz.

Hier der Link zum Manual:

http://www.adara-bg.com/img/110113101118usermanual-atv21.pdf

Auf Seite 160 befindet sich das Schaltbild mit der PTC-Konfiguration
 
Ahja...
PTCs können sehr unlinear sein. Sie müssen nicht mal streng monoton sein (-> Bariumnitrat-PTC - was eigentlich weniger ein temperaturabhängiger Widerstand ist, der verhält sich eigentlich so wie ein NTC, bei Deiner "Überhitzung" kippt die Polarisation). Da es hier nicht um die Messung der Temperatur geht, sondern um die Erfassung potentiellen Überschreitung eines kritischen Wertes geht, kann natürlich der normale Betriebspunkt irgendwo im nichtlinearen Bereich liegen. Nur der kritische Wert muß eindeutig (ungefähr) erkannt werden.
Habe noch nicht in Dein Manual gesehen - das wirst Du eh schon selbst getan haben... insofern weiß ich nicht, was da korrekt einzustellen wäre.
Du könntest höchstens mal testen welchen Widerstand/Spannungsabfall die 3 PTCs gerade haben, wenn das Steuergerät abschaltet, also welche "Grenze" den "3000" entspricht...

Wahrscheinlich isses bereits zu spät, aber ich schau mal in Dein Manual

P.S.: Danke, hab was über PTCs gelernt;)
 
Ich in den letzten 24 Std. auch :) Ich sitz schon beim Kunden und mache noch ein paar Messungen. Internet hab ich, wir koennen also kommunizieren. Nach meinem Verstaendnis muesste eine Ueberhitzung folgende Effekte erzeugen:

Da es sich hier um einen Spannungsteiler mit variablem Widerstand nach GND hin handelt sollte die Spannung am AI drastisch ansteigen, wenn die Temperatur ueberschritten wird. Deshalb ist es unlogisch, dass bei sinkendem Widerstand der FU reagiert. Ich teste das gleich mal mit nem Poti hier
 
Also, die Sache sieht so aus, dass der FU bei einem Wert von unter 50 Ohm am AI ebenfalls in den Havariemodus uebergeht. Hab das grad mit nem Poti getestet. Die Schwellenwerte liegen also bei > 3000 Ohm oder < 50 Ohm. Die Frage waere jetzt, ob die PTCs unter 50 Ohm kommen koennen. Das Waere 16,6 Ohm bei drei. Schwer vorstellbar
 
Hi Uwe,

Ich hab einen Kunden, der ne Disko hat und wo die Ventilation nicht so richtig funktionieren will.

...

Ich hab den Motor gestern ohne Temperaturueberwachung laufen lassen und mit der Hand die Temperatur am Gehaeuse geprueft. Heiss wird der nicht, gefuehlt hat er so um die 40-45 Grad. Auslastung liegt im Betrieb bei 85% (42,5 Hz). Trotzdem schaltet das System nach einer gewissen Zeit ab und meldet Ueberhitzung. Fehlende Kuehlung kann man bei einem Zuluftventilator ebenfalls ausschliessen, da er im Frischluftstrom liegt. Motor ist sauber, keine Staubablagerung oder aehnliches. Gestern hab ich die Leistung auf 75% verringert und zwei Stunden lang den AI mit dem Multimeter ueberwacht. Kein Alarm, stabile Werte, alles ok. Aber in der Nacht fing das Theater dann wieder von vorn an und der Kunde rief mich heute morgen direkt an.

hast du schonmal an nen Wackelkontakt gedacht? Nen PTC wird hochohmiger wenn er heiß wird. Er wird aber für die Steuerung auch hochohmiger wenn die Verbindung nen Wackler hat. Da der Fehler ja scheinbar nachts aufgetreten ist wenn die Disko in Betrieb ist (Lärm = Erschütterungen) solltest du da mal die Verkabelung überprüfen oder auch mal nachts beim Diskobetrieb kontrollieren.

Gruß
Dino
 
Zu dem Schluss bin ich auch grad gekommen. Ueberhitzung schliesse ich mittlerweile aus, da ich das grad getestet habe. Hab die Zuluft-Kanaele mit Pappe verschlossen und die FUs auf Vollgas gestellt. Am FU hab ich ein Dummi-Poti und die PTCs am Multimeter. 20min laufen die Motoren jetzt ohne Kuehlung und nichts passiert. Der Wert schwankt bei 158 Ohm. Somit bleiben zwei Moeglichkeiten:

- Kabel hat nen Wackelkontakt und die kurze Unterbrechung loest den Alarm aus
- Die Verbindung zwischen den PTCs im Motor ist beschaedigt

Da heute in Polen Feiertag ist und ich eine Ueberhitzung ausschliessen kann, schalte ich die Ueberwachung aus und tausche Montag das Datenkabel aus. Obwohl ich mir nicht erklaeren kann, wie das Kabel beschaedigt sein koennte. Es liegt seit der Installation im Kanal und ist von sehr guter Industriequalitaet. An den Draehten hab ich schon gewackelt und gedreht, um einen evtl. Bruch auf dem Multimeter erkennen zu koennen, aber es zeigt sich nichts.
 
Danke erstmal an alle fuer die Hilfe und die Tipps. Das Kabel hab ich nicht getauscht. Hab das Kabel etwas gekuerzt, neue Huelsen gepresst und den Schirm an Erde angeschlossen (war offen). Seitdem ist Ruhe. Da die Leitung mit dem Stromkabel zusammen liegt und hier ein FU arbeitet, geh ich mal davon aus, dass der AI durch die Induktion verwirrt wurde. Sicherheitshalber hab ich ihm noch einen 1uF-Kondensator als Puffer zwischen AI und GND gepackt, der sollte eine kurzfristige Schwankung ausgleichen koennen. Morgen bekomme ich mein neues Fluke 125 geliefert, ggfls. kann ich dann den Spannungsverlauf am AI nochmal damit ueberpruefen und aufzeichnen. Aber ich denke, das wird wird nicht noetig sein.

Nochmals danke an euch :)
 
Hallo Uwe,

Danke erstmal an alle fuer die Hilfe und die Tipps. Das Kabel hab ich nicht getauscht. Hab das Kabel etwas gekuerzt, neue Huelsen gepresst und den Schirm an Erde angeschlossen (war offen). Seitdem ist Ruhe. Da die Leitung mit dem Stromkabel zusammen liegt und hier ein FU arbeitet, geh ich mal davon aus, dass der AI durch die Induktion verwirrt wurde. Sicherheitshalber hab ich ihm noch einen 1uF-Kondensator als Puffer zwischen AI und GND gepackt, der sollte eine kurzfristige Schwankung ausgleichen koennen. Morgen bekomme ich mein neues Fluke 125 geliefert, ggfls. kann ich dann den Spannungsverlauf am AI nochmal damit ueberpruefen und aufzeichnen. Aber ich denke, das wird wird nicht noetig sein.

Nochmals danke an euch :)

Bei FUs muß das Kabel zum Motor normalerweise mit Schirm ausgeführt werden um keine Oberwellen abzustrahlen.
Bei Fräsen sind alle Leitungen von FUs, Endstufen für die Schrittmotoren, Endstufen für Servos, Leitungen von den Glasmeßstäben usw ... alle geschirmt.

Gruß
Dino
 

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