Marena Stream Steuerung

  • Hallo,


    ich habe gerade gesehen, dass es jetzt fuer die Maren Stream auch Controller zur Steuerung gibt.


    http://www.terra-nova-pro.de/html/mareamaster.html


    Bisher dachte ich dass das nicht geht!
    Weis jemand nach welchem Prinzip (Phasenanschnitt, Vollwellensteuerung oder gar Frequenzumrichter) die Marenas steuerbar sind. Bzw welches Motorprinzip verwenden die Marenas. Wenn man das Prinzip wuesste könnte man sowas fuer wenig Euronen als Elektroniker bestimmt auch selber bauen!


    Gruss


    Michael

  • Hi,


    ich habe hier eine 6000er Marea rumliegen. Der Motor sieht nach Synchronmotor aus (Magnetläufer, U-Eisenschnitt).


    *edit*


    Ich habe gerade mal getestet: Bei 180V kippt der Läufer weg. Das heisst, Phasenanschnitt oder Wellensteuerung fallen weg, weil ja die Durchschnittsspannung sinkt. Muss also ein kleiner Umrichter sein, für 26W läßt sich das ja auch vielleicht billig bauen. Ich bin trotzdem erstaunt, dass das für den Preis geht - aber es ist halt aus Taiwan.


    Interessant auch die Beschreibung, siehe beiliegenden Screenshot...

  • Hi!
    Wird wohl ein Frequenzumrichter sein. Wollte mir auch schonmal einen bauen um ne Aquabee UP3000 zu steuern, aber ich habe nichts brauchbares im Netz gefunden.
    Es wäre ja einfach, die Netzspannung gleichzurichten und in zB. 30...50 Hz wieder zu zerhacken, aber das soll wohl für so ne Pumpe nicht gesund sein. Sprich, man müsste am Ende wieder nen einigermassen sauberen Sinus haben, und die Amplitude auch noch mit der Frequenz absenken :face_with_rolling_eyes:
    Das ist mit Sicherheit nicht leicht selbst zu bauen. Aber wenn Du´s hingekriegt hast, sag bescheid :wink

  • Warum ist der Regelbereich nur zwischen 50-100 % ? Bei einem Frequenzumrichter könnte man doch einen grösseren Regelbereich erreichen , oder ?

  • Ne, kann man nicht. Ich hatte mal testhalber nen FU ausgeliehen. Meine UP3000 fing bei unter 32Hz heftig an zu rattern. Und darüber hat sie (schätzungsweise) noch mehr als 50% gefördert.

  • Naja, Motoren haben eine Frequenz/Spannungs Kennlinie. Der FU muss beide Teile entsprechend der Kennlinie anpassen. Wir entwickeln solche Dinger hier in der Firma, aber einfach ist das nun wirklich nicht - allein die EMV kostet schon nerven, wenn nicht das Radio die ganze Zeit fiepen soll!


    Aber mal was anderes zum Thema Strömungssteuerung, habt Ihr DAS schon gelesen ? :winking_face_with_tongue:

    Tatsachen schafft man nicht aus der Welt, indem man sie ignoriert.

    Einmal editiert, zuletzt von Alex G. ()

  • Na gut, Faktor 3,5 in etwa :grinning_squinting_face: Aber dafür kann das Ding wenigstens was... wenn man also schon 8 Pumpen braucht... Dann bitte mit Sahne :winking_face:

    Tatsachen schafft man nicht aus der Welt, indem man sie ignoriert.

  • Zitat

    Original von Alex G.
    Wir entwickeln solche Dinger hier in der Firma, aber einfach ist das nun wirklich nicht...


    Mmh, zeig doch mal nen Schaltplan her :grinning_squinting_face:


    Darf man mal fragen, wo Du arbeitest?

  • Nein, so etwas darf ich nicht veröffentlichen, alles Kundendaten. Tips und Anregungen kann ich aber gerne geben. Ich arbeite in einem großen deutschen Konzern in der Elektronikentwicklung.

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  • Hi,


    danke fuer die Antworten! Meine Account war leider deaktiviert (Email adresse gewechselt) so konnte ich noch nicht antworten.


    @ Alex, hast Du deinen Versuch mit einem Phasenschnitt Steuerung gemacht. Ich hatte eigentlich die Hoffnung, wenn es ein Synchronmotor ist das es mit Phasenschnitt doch geht. Man muss es halt probieren. In userem Marena Fall scheint es aber wohl nicht zu klappen!


    Was ich nicht ganz glauben kann ist, das der Marena Controller dann ein Frequenzumrichter ist. Dafuer ist er wieder zu preiswert. Er kann zwar net viel, aber normalerweise lassen sich die Firmen das Zeug dann mehr als vergolden.


    Ich habe da eine presiswerte Schaltung gefunden, die man im untern Leistungsbereich fuer eine Frequenzumrichtung vielleicht einsetzen koennte!


    http://www.uoguelph.ca/~antoon/circ/555dcac.html


    Wenn man den 555 in der Schaltung so modifiziert, dass man per Micrcontroller die Freuenz steuern kann, koennte das vielleicht eine interessante Alternative sein! Was ich halt nicht weis ist wie man einen verkehrrum betriebenen Trafo auslegen muss, dass er funktioniert!


    Gruss


    Michael

  • Hallo Michael,


    ich habe den Versuch mit einem regelbaren Trenntrafo durchgeführt. Bei einem Phasenanschnitt ist der Effekt aber der gleiche: Die Spannung sinkt und der Motor klappt weg. Es wird also wohl ein Umrichter sein. Nun ist nicht zu vergessen, dass der Motor nur 26W hat, ein Umrichter dieser Leistungklasse ist nicht ganz so aufwändig und somit auch eher günstig.


    Bei einem Synchronmotor geht Phasenanschnitt generell nicht: Der kippt immer ab, wenn er aus seinem Betriebspunkt kommt. Solch eine Vergewaltigung geht nur mit einem Asynchronläufer (siehe Heizungspumpe). (Von Bürstenmotoren mal abgesehen, da geht´s natürlich gut)


    Die präsentierte Schaltung wäre mir zu heikel: Der umgedrehte Trafo geht mit sinkender Frequenz und gleicher Spannung garantiert in die Sättigung. Er nimmt einfach einen normalen Trafo 230V/15V und dreht ihn um. Der Motor wird auch nicht auf seiner Kennlinie betrieben, selbst wenn der Trafo das schaffen sollte. Und letztenendes ist es ja totaler Quark, aus 230V erst 15V zu machen, um das dann wieder hochzutransformieren. Man baut so eher eine Heizung als einen Frequenzrichter, da könnte man ja gleich einen Leonardsatz nutzen... :grinning_squinting_face:

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  • Zitat

    Original von Alex G.
    Und letztenendes ist es ja totaler Quark, aus 230V erst 15V zu machen, um das dann wieder hochzutransformieren. Man baut so eher eine Heizung als einen Frequenzrichter, da könnte man ja gleich einen Leonardsatz nutzen... :grinning_squinting_face:



    Da stimme ich Dir vollzu aber erstens habe ich hier noch nen 12V/8A Netzteil rumkullern und zweitens habe ich noch nichts im Netz gefunden die Frequenz direkt aus den 220v umzurichten, was man mit den bescheidenen Möglichkeiten eines Heimelekronikers nachbauen kann. Sprich in solchen Fällen sind immer irgendweklche Übertrager drin, die man nicht so ohne weiteren käuflich erwerben kann.
    Alles was ich bisher gesehen habe war fuer weitaus groessere Leistungen ausgelegt und demzufolge relativ aufwendig. Für die Leistiungsklasse einer Marena habe ich bisher noch nichts gefunden?


    Hat jemand Tips wo man Vorschläge findet?


    Es muss ja relativ einfache Möglichkeiten geben, sonst wäre der Marena Controller nicht auf dem Markt. Ich bin mir ziehlich sicher der BE-Aufwand in dem Controller keine 50€ Wert ist.


    Michael

  • Ich habe mal einen älteren Tunze Controller repariert und bei der Gelegenheit habe ich mir das Teil mal genauen angesehen und das war nicht anderes als ein Phasenschnittsteuerung mit Triacs. BE-Aufwand 30€ und jeder weis fuer wieviel Geld die Teile verkauft werden.


    Meiner Meinung nach steht der eigentliche Wert solcher Steuerungen in keinem Verhältnis zum Preis!


    Michael

  • Also der Tunze Treiber ist IMHO kein Phasenanschnitt, zumindest nicht der, den ich hier hatte. Es ist aber sehr kleingeistig, den Verkaufpreis einer Elektronik an den Bauteilen festzumachen ! Überlege mal, was für Kosten in der Entwicklung entstehen, die müssen auch alle gedeckt und wieder reingeholt werden:


    - Nachdenken (Gehalt mehrerer Entwickler)
    - Funktionsmuster
    - Prototypen
    - Versuche
    - EMV Untersuchung
    - Zertifizierung
    - Messreihen
    - Gehäusedesign
    - Erstellung technischer Unterlagen und Dokumentationen
    - Gehäusemuster
    - Bedruckung
    - etc.


    Diese Liste läßt sich beliebig lang weiterführen. Und nun entwickele ich eine tolle Elektronik, brauche dafür ein Jahr. Die Teile kosten 2 Euro und ich will auch noch Gewinn machen, nicht zuletzt, um weitere Entwicklungen vorzufinanzieren. Dazu kommen dann noch Einrichtungskosten der Fertigung, allgemeine Verwaltungskosten, der Overhead eines Unternehmens, Materialgemeinkosten (Lagerung, Qualitätssicherung etc.), Steuer, Entsorgung, Gehälter in der Produktion, im Versand, Verpackungsmaterial und der Firmenwagen des Chefs.


    Du würdest das dann also für 2,50 EUR verkaufen ?


    Was bist Du denn von Beruf ? Ich dachte, auch E-Ing. ? Wovon lebst denn Du ?

    Tatsachen schafft man nicht aus der Welt, indem man sie ignoriert.

    Einmal editiert, zuletzt von Alex G. ()

  • Hi


    ALex sicherlich hast Du recht, alles das was Du aufzählst kostet Geld, ohne Frage. Und diese Kosten muessen natuelich zusammen mit dem Gewinn auf den Stueckpreis umgelegt werden. Wenn man dann diese gesamten Entwicklungskosten, die sicherlich ohne Frage nicht gering sind, auf die gesamten verkauften Stueck umlegt, bleibt unterm Strich normalerweise ein relativ humaner Betrag übrig. D.h wenn man die Einsparungen bei den Bauelementen, die durch den Einkauf von grosseren Mengen einfach zustande kommen und die umgelegten Entwicklungkosten zusammen mit dem Gewinn berechnet, sollte der Verkaufpreis solcher Geräte eigentlich weitaus geringer sein.


    Ich will hier keine Diskussion über die Preisbildung von Aquariumzubehör starten. Da gab es schon genug Diskussionen.



    Gruss


    Michael


    PS: Ich bin im technischen Support bei einem Halbleiterhersteller beschäftigt und weiss was Stückzahleffekte ausmachen koennen.

  • Nabend!
    @Michael: Wenn Du schon nen Mikrocontroller verwenden willst, brauchst Du ja keinen 555 mehr. Den Takt kannst Du auch gleich mit dem µC erzeugen.


    @All:
    Also da wir jetzt schon nen Fachmann für FU´s hier haben, sollten wir das ausnutzen finde ich :grinning_squinting_face:
    Vielleicht könne wir ja tatsächlich zusammen einen FU entwickeln, der sich leicht nachbauen läßt.
    Ich fange mal mit meinen Überlegungen an, die Alex dann verfeinern darf :winking_face:


    Also... Ich schicke die 230V über einen Brückengleichrichter auf nen fetten Elko, und erhalte ca. 320V DC (oder?).
    Ich nehme einen µC mit dem ich ein Rechtecksignal mit 30...50Hz generiere. Soweit kein Problem...
    Dann nehm ich einen FET, der die 320V entsprechend der eingestellten Frequenz zerhackt. Ich erhalte also ein Rechtecksignal mit 320Vss.
    Nun ist ja das Problem, dass die Spulenwicklung der Pumpe nen ordentlichen Rückschlagimpuls abgibt wenn man mit einem Rechteck arbeitet. Den könnte man mit ein paar fetten Dioden abfangen. Besser wäre wohl, die Pumpe mit Sinus anzusteuern.
    Also würde ich an den Ausgang des µC erstmal nen Schwingkreis hängen (Oder aber nen ultra-schnellen µC nehmen, der den Sinus aus PWM generiert, was ich aber lieber vermeiden möchte).
    Um den Sinus auf 320Vss zu verstärken würde nun aber kein FET mehr reichen, sondern man müsste eine Gegentakt-Endstufe aus npn und pnp-Transistoren bauen. :confused_face:


    Zu guter letzt müssen wir dann noch die f/V-Kennlinie realisieren. Keine Ahnung wie...
    Vielleicht könnte man ja den Schwingkreis schon so auslegen, dass er die Amplitude entsprechend ausspuckt?!
    Wenn man die Grenzfrequenz bei 50Hz auslegt, sollte er dort ja die maximale Amplitude erreichen, und bei f<50Hz die Amplitude runtergehen.


    Soweit meine Gedanken. Würde mich freuen, wenn ihr die Gedanken weiter spinnt!

  • Fast ganz richtig: Also, Du nimmst einen Gleichrichter und baust aus 400V Elkos einen Zwischenkreis, Daumenregel 100µF/100W Leistung. Dann nimmst Du eine Brücke aus 600V IGBT´s, welche mindestens Faktor zwei überdimensioniert sind. Davor kommt noch ein passender Treiber, der über einen passenden µC befeuert wird. Dieser schaltet dann die oberen IGBT mit PWM, damit man die Spannung regeln kann. Die unteren IGBT schalten die Spulen des Motors in die Runde, bzw. Drehen die Phase immer um - mit der gewünschten Frequenz. Dann benötigt man noch eine Kleinspannung von 15 und 5 Volt, ein bischen Entstörung und fertig ist´s... :wink

    Tatsachen schafft man nicht aus der Welt, indem man sie ignoriert.

  • Das mit dem Schwingkreis, das vergiss mal schnell wieder. Da muss schon ein Proz rein, der einen vernünftigen Sinus machen kann, alles andere ist Quark. Als Endstufe nimmt man vorzugsweise ein integriertes Powermodul, da stecken der Treiber und diverse Schutzbeschaltungen gleich mit drin. Als Prozessor eignet sich z.B. ein DSPic oder TMS320 von TI. Die Programmierung ist aber die eigentliche Kunst, das macht immer ein Kollege von mir ...


    Dann braucht man natürliche eine Stromerfassung, weil man ja wissen will, wieviel Last anliegt. Desweiteren ein Interface oder eine Schnittstelle (natürlich potentialgetrennt) zur Bedienung. Ein paar LED´s noch...

    Tatsachen schafft man nicht aus der Welt, indem man sie ignoriert.

    Einmal editiert, zuletzt von Alex G. ()

  • HI,


    genau was ALex bemerk ist das Hauptproblem -> Einen vernunftigen Sinus mit eine Proz hinzubekommen ist nicht gerade trivial, aber die Frage die sich mir stellt ist, wie "vernünftig" muss der Sinus fuer unsere Zwecke eigentlich sein. Oder reicht vielleicht auch ein besseres Trapez, wie bei niederspannungs BLDC-Motoren.


    Genau um die Prozessorgeschichte mit dem Sinus zu umgehen und extensive Programmierorgien zu vermeiden war ich ja auf der Suche nach was einfachen analogen!


    @efyzz

    Zitat

    @Michael: Wenn Du schon nen Mikrocontroller verwenden willst, brauchst Du ja keinen 555 mehr. Den Takt kannst Du auch gleich mit dem µC erzeugen.

    Da hast Du natuelich recht, da bin ich auch schon drauf gekommen!


    Gruss


    Michael

  • Zitat

    Original von woody
    HI,


    genau was ALex bemerk ist das Hauptproblem -> Einen vernunftigen Sinus mit eine Proz hinzubekommen ist nicht gerade trivial, aber die Frage die sich mir stellt ist, wie "vernünftig" muss der Sinus fuer unsere Zwecke eigentlich sein. Oder reicht vielleicht auch ein besseres Trapez, wie bei niederspannungs BLDC-Motoren.


    Na, da gibst Du Dir die Antwort doch selber. Ein BLDC wird blockkommutiert ODER sinuskommutiert. Der darf also DC haben, weil er ein DC Motor ist. Ein Motor wie in der Marea arbeitet nur mit einem Sinus. Alles, was in der Form davon abweicht, kostet Leistung und erwärmt den Motor (extrem).

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  • Moin!
    Na das klingt ja schonmal interessant.
    Mein Problem ist, dass ich bereits nen µC (8051-kompatibel mit 12MHz) als AQ-Computer verwende. Hatte eigentlich gehofft, dass der das ganze noch mit übernehmen kann. Aber um einen PWM-Sinus zu erzeugen hat der mit Sicherheit nicht genug Dampf :face_with_tongue:
    Also müsste ein zweiter Prozi her, der mit dem ersten kommuniziert. Das wird schon wieder kompliziert, aber natürlich wäre es hinzukriegen...


    Das mit den IGBTs hab ich noch nicht ganz gerafft.
    Den oberen IGBT würdest Du also für die Amplitude und die Sinusform verwenden. Aber genauso müsste doch der untere die komplette untere Halbwelle "modellieren"?!
    Wenn man den nur als Schalter benutzt, hab ich zwar die obere Halbwelle sinusförmig, die untere wäre aber wieder eckig. Oder wie muß ich mir das vorstellen?

  • Hi Alex,


    Zitat

    Na, da gibst Du Dir die Antwort doch selber. Ein BLDC wird blockkommutiert ODER sinuskommutiert. Der darf also DC haben, weil er ein DC Motor ist. Ein Motor wie in der Marea arbeitet nur mit einem Sinus. Alles, was in der Form davon abweicht, kostet Leistung und erwärmt den Motor (extrem).


    Da hatt ich nateurlich auch selber drauf kommen koennen. Ich hab halt beruflich nur mit 12V Motoren (DC und BLDC) zutun. Da ist die Welt um einiges einfacher.


    Deshalb such ich ja nach ner fertigen Lösung zum Nachbauen. Vielleicht probier ich das ganze mit dem umgedrehten Trafo mal einfach! Weist Du vielleicht in welchem Bereich man überhaupt die Frequenz variieren muss. Vielleicht geht das wenn auch mit eingeschränktem Regelbereich.
    Gibt es da Erfahrungswerte z.B. 40Hz = 70% leistung o.ä.


    Michael

  • Zitat

    Original von efyzz
    Ne, kann man nicht. Ich hatte mal testhalber nen FU ausgeliehen. Meine UP3000 fing bei unter 32Hz heftig an zu rattern. Und darüber hat sie (schätzungsweise) noch mehr als 50% gefördert.


    Das wird für die Marea wohl ähnlich gelten. Also unter 30Hz ist Schluß.

  • @Michael: 4 IGBT: Zwei oben, zwei unten - dann dreht sich auch die Polung fein um, wie das bei Wechselstrom so sein muss :winking_face: Stichwort H Brücke.


    Erfahrungswerte gibt es da nicht, da ist jeder Motor sprichwörtlich anders gewickelt...

    Tatsachen schafft man nicht aus der Welt, indem man sie ignoriert.

  • Hallo,


    mal ne ganz andere Frage?


    Kann ich mit dem Marea Controller nicht auch andere Strömungspumpen Steuern? Also alle, die an 230 V angeschlossen werden? Auch von anderen Herstellern?


    Gruß Dirk :wink

  • Alex: Mit den IGBTs meintest Du wohl mich, oder? Ist ja auch egal... zumindest verstehe ich Dich jetzt :thup
    Und die f/V-Kennlinie soll wohl auch der µC übernehmen?!
    Dann fehlt uns also "nur" noch der Treiber zwischen µC und Endstufe.


    Dirk:
    Wenn es sich wirklich um einen FU handelt, sollte es klappen, vorrausgesetzt Deine Pumpen habe nicht mehr Watt als die Marea. Aber ganz genau weiß man es wohl erst, wenn man es ausprobiert hat :winking_face:

  • Nein, ein Treiber ist schon im Endstufenmodul... z.B. IR3103. Da ist Treiber, Bootstrap und Deadtime gleich mit drin. Datenblatt gibt´s unter http://www.irf.com. Ich sage euch aber, ohne jemanden, der das programmiert und ohne DSO werdet ihr das nicht bauen können.

    Tatsachen schafft man nicht aus der Welt, indem man sie ignoriert.

  • Hallo,


    Ich hatte vor einiger Zeit mal ein paar Versuche gemacht...


    Ganz simpler Versuch .... regelbarer Sinustongenerator, Audioendstufe und rückwärts gespeister Rinkerntrafo. Ergebnis... sämtliche Pumpen die ich hier habe liesen sich in einem gewissen Bereich abhängig von der Pumpe zwischen etwa 35 und 70Hz regeln.


    Besser wollte ich es dann mit einem umgebauten Wechselrichter machen aber bis auf den Materialeinkauf ist da noch nichts weiter geschehen.
    Idee ist folgende: 20€ Wechselrichter, Schaltnetzteil das die 12V hochzieht weglassen und direkt über einen Gleichrichter mit Netzspannung versorgen. µ-Controller des WR auslesen und Software etwas umarbeiten bzw. je nach dessen Möglichkeiten gleich gegen einen anderen austauschen. Software müsste eigentlich erstmal nur auf eine Sinuserzeugung geändert werden und ein Poti zur Frequenzregelung verarbeiten. Ich denke auf eine f/u Anpassung kann man bei nicht zu großem Regelbereich erstmal verzichten.


    Soviel zu bisschen Praxis und meinen Überlegungen.



    Grüße
    Domi

  • Tja Alex, da geht´s ja schon los... Ich würde das ganze ja lieber diskret aufbauen.
    Wenn ich nochmal an die H-Brücke denke: Durch das Umpolen bekommt der Motor ja +/- Vs, also 2x320V=640Vss :face_with_rolling_eyes:
    Das wäre ja auch nicht gesund :winking_face:


    domi: Interessanter Ansatz! Aber man bekommt ja manchmal schon für unter 50,- fertige FU´s bei ebay. Ob sich das lohnt, erst nen WR zu kaufen...?

  • Zitat

    Original von Jetpower
    Ganz simpler Versuch .... regelbarer Sinustongenerator, Audioendstufe und rückwärts gespeister Rinkerntrafo. Ergebnis... sämtliche Pumpen die ich hier habe liesen sich in einem gewissen Bereich abhängig von der Pumpe zwischen etwa 35 und 70Hz regeln.


    Hi Domi,


    hast Du bei Deinem Ringkerntrafo versuch mal die Temperatur der Pumpen geachtet? Sind die an der Unterkante des Regelbereiches heiser geworden?


    Michael

  • Hi Michael,



    Darauf hatte ich nicht geachtet... waren auch nur Pumpen bis 15W. Unter wasser macht sich sowas dann nicht sonderlich bemerkbar.


    Wäre aber ne interessante Sache mal zu beobachten was Ausgangsspannung und Strom über den Regelbereich hinweg so machen wenn man Audioendstufe + Ringkern betreibt.


    Normal müsste der Strom bei sinkender Frequenz gut ansteigen ... aber je nachdem was die Endstufe so anstellt(Leistungsbegrenzung) könnte auch die Spannung einbrechen und damit der Stromfluss absinken.
    Wäre ne Überlegung ob man nicht einfach die Leistung auf die Pumpenleistung begrenzt um die Wicklung zu schützen. Und wenn ich so nachdenke müsste sowas auch in diesem Fall passieren, da die Endstufe einen konstanten Eingangspegel vom Tongenerator bekommt. Aber genauer habe ich mich damit noch nicht befasst...


    Vielleicht weiss da jemand mit mehr Elektronikwissen was genaueres.



    Grüße
    Domi

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