Trafo Steuern und Regeln (Messer darf nicht duchbrennen)

Hallo miteinander,

vorab, ja mir fehlen einige Grundlagen, das ist einigen im Forum auch schon bekannt.

Was habe ich:
Ein Trafo (230V/1,37A) zu (0-3,3V/150A)
Sekundäre Seite: Messer (Draht der Erhitzt wird)

Was ich vorhabe:
Der Draht soll egal in welchen Medium nicht durchbrennen.
Im Kalten zustand schaffe ich es jedoch nicht die Unterschiedlichen Gummiarten zu schneiden.

Was ich mir überlegt habe: (gerne gegen Vorschläge)
Da es 3 Größen gibt die sich verändern R U und I dachte ich mir ich überwache alle drei.
Und dann kann man entsprechend gegen Steuern.
Wenn man auf die Veränderung der Werte reagiert mit U und I

Überwachung I:
Primärseite: maximal 1,37 A
mit ACS712 bis 5A (mit Stabileren AD Wandler ADS1115)
Wenn ich das richtig verstanden habe geht das auch bei Wechselspannung

Überwachung U:
Sekundär seitig: maximal 3,3V
Ich habe noch nichts gefunden womit ich die Wechselspannung einlesen könnte.

Überwachung R:
Sekundär seitig: da ist das Messer
Hier habe ich noch keine Passende Lösung gefunden.

Steuerung:
Ich dachte an eine PWM Lösung, so habe ich immer genügend zeit den Widerstand zu messen (Stromlos) und ich könnte die Leistung vorgeben.

Ich frage mich nur wie das gemacht wird bei 230V~.
Wie bei einem Dimmer mit Phasenanschnitt (soll bei einem Trafo besser sein als bei einem Phasenabschnitt).

So jetzt frage ich euch, was meint Ihr zu dem Vorhaben?
machbar?
Bin ich auf dem Holzweg?

Ich habe noch keinen Plan was da für werte raus kommen und in welchen Umfang ich dann das ganze regeln muss.

Gruß Mücke

Muecke:
Bin ich auf dem Holzweg?

Ja.

Der Widerstand wird hauptsächlich von der Temperatur bestimmt und nimmt mit steigender Temperatur zu.
Wenn Du eine Spannung an diesen Widerstand anlegst, ergibt sich zwangsläufig ein entsprechender Strom, der zum Aufheizen des Widerstands führt.
Du müsstest also erst mal ermitteln, bis zu welcher Temperatur der Draht mitspielt und welcher Strom dabei fließt. Mechanische Belastung und Materialermüdung ist dabei noch nicht beachtet.

Das ist nicht so einfach, wie Du Dir das vorstellst.

Gruß Tommy

Tommy56:
Der Widerstand wird hauptsächlich von der Temperatur bestimmt und nimmt mit steigender Temperatur zu.
Wenn Du eine Spannung an diesen Widerstand anlegst, ergibt sich zwangsläufig ein entsprechender Strom, der zum Aufheizen des Widerstands führt.

Soweit richtig und habe ich auch verstanden.

Ich dachte das ich mir das zu nutze machen kann, in dem der Widerstand gemessen wird, und wenn der zu hoch wird entsprechend gegen gesteuert wird.
Gegensteuern meine ich dann z.B.
Widerstand zu hoch => Ampere begrenzen
Widerstand zu hoch => Volt erhöhen
Widerstand zu klein => Volt verringern
Widerstand zu klein => Ampere erhöhen (Darf mehr ziehen keine konstante Strom Quelle!)

Tommy56:
Du müsstest also erst mal ermitteln, bis zu welcher Temperatur der Draht mitspielt und welcher Strom dabei fließt. Mechanische Belastung und Materialermüdung ist dabei noch nicht beachtet.

das ist ein Gute Frage, denn der Draht verglüht mir aktuell an der Luft immer sofort, nur in Medium selbst schaffe ich es das er nicht durchbrennt.
Vileicht sollte ich mir doch ein Konstante Stromquelle Besorgen mit der ich Wechselspannung 230V bis 1,37A einstellen kann.
dann könnte ich das ganze Trossen etc. und versuchen was raus zu bekommen.
Der Vorschlag mit einem Stelltrafo ist schon gekommen, (anderes Thema) so richtig habe ich das noch nihct verstanden.

Tommy56:
Das ist nicht so einfach, wie Du Dir das vorstellst.

Das es nicht einfach wird habe ich mir schon gedacht. und das ich viele Rückschläge erleiden werde damit rechne ich fest.

Gruß Mücke

[EDIT]
Vorteil beim Widerstand messen wäre, ich bekomme mit wenn der Draht (Messer) nicht mehr im Medium bewegt wird da er sich erhitzt, also Hoch geht, und man kann Nachsteuern, wenn er dann unter einen bestimmten wert gesunken ist, dann kann man den wieder langsam hochfahren und merkt, wird zu heiß (Widerstand zu Hoch) dann wieder runter fahren, etc.

Irgend wie so in die Richtung hatte ich mir das gedacht.

Den Widerstand als bestimmende Größe zu nutzen halte ich für einen Holzweg.

Gruß Tommy

Wir haben vor über 38 Jahren eine Verpackungsmaschine (Filutex aus Dresden) gehabt, da wurde eine Längsnaht für einen PE-Schlauch mittels eines Heizbügels (etwa 5cm lang) verschweißt. An diesem Bügel war ein Thermoelement hard angelötet. Es wurde also eine temperaturabhängige Proportionalregelung eingesetzt. Ich denke, das wäre auch für dich der sinnvollste Weg, über die Temperatur zu regeln.

Deswegen hatte ich ja auch geschrieben, er muss die Temperatur ermitteln. Dazu müsste man aber mehr über das sogenannte Messer erfahren ind wie es genutzt wird. Der Wärmeübergang muss ja sehr schnell erfolgen, sonst ist das Ding weg, bevor eine Reaktion erfolgen kann.
Bei Eurem Schweißteil gab es ziemlich einheitliche Bedingungen. Zwischen den Zeilen der mageren Beschreibung lese ich eher raus, dass die hier nicht gegeben sind.

Gruß Tommy

Tommy56:
Den Widerstand als bestimmende Größe zu nutzen halte ich für einen Holzweg.

Gruß Tommy

das Problem ist das mein Messer vollständig im Material eingetaucht ist, und ich daher keine Temperatur Messung durchführen kann. bzw. ich kann es mir gerade nihct vorstellen.

urdaino:
Wir haben vor über 38 Jahren eine Verpackungsmaschine (Filutex aus Dresden) gehabt, da wurde eine Längsnaht für einen PE-Schlauch mittels eines Heizbügels (etwa 5cm lang) verschweißt. An diesem Bügel war ein Thermoelement hard angelötet. Es wurde also eine temperaturabhängige Proportionalregelung eingesetzt. Ich denke, das wäre auch für dich der sinnvollste Weg, über die Temperatur zu regeln.

Ich verstehe noch nihct ganz wie das gemacht wird. Klingt Interessant. Würde gerne mehr darüber erfahren.

Tommy56:
Deswegen hatte ich ja auch geschrieben, er muss die Temperatur ermitteln. Dazu müsste man aber mehr über das sogenannte Messer erfahren ind wie es genutzt wird. Der Wärmeübergang muss ja sehr schnell erfolgen, sonst ist das Ding weg, bevor eine Reaktion erfolgen kann.
Bei Eurem Schweißteil gab es ziemlich einheitliche Bedingungen. Zwischen den Zeilen der mageren Beschreibung lese ich eher raus, dass die hier nicht gegeben sind.

Gruß Tommy

Ok wenn du das selbe gemeint hast, das hatte ich so nicht verstanden.
mir ist nur nicht klar wie ich die Temperatur im laufenden betrieb messen soll. der Draht wird ja an der Spitze zu erst heiß etc.


Das ist das Messer zerlegt, aktuell in einem Handgriff verbaut.
man sieht die Kupfer teile in das der Dünne Draht vorne zu einem U eingespannt ist, das U ist das Messer, das Kupfer liegt voll lauf dem Medium auf und das Messer ist voll im Medium verschwunden.

so schaut das dann ungefähr aus, wenn man das von Hand macht.

Sowas hatte ich befürchtet. Sobald der Drahtbügel nicht mehr im Gummi ist und damit Wärme an diesen abgibt, überhitzt er und brennt durch.

Warum tut er das in dem Video nicht?
Besseres Material, das nicht an der Belastungsgrenze gefahren wird?

Gruß Tommy

Tommy56:
Warum tut er das in dem Video nicht?

Er wird Manual ein und ausgeschaltet.

Tommy56:
Besseres Material, das nicht an der Belastungsgrenze gefahren wird?

Das ganze wird mit mehreren versuchen, getestet, und der Trafo auf die Endsprechende Stufe eingestellt.
Wenn man dann die Richtige Stufe, und Länge vom Messer zum Material definiert hat, kann man loslegen.
Wichtig dabei ist, das Messer nur anmachen wenn das Messer im Material ist, sobald es raus kommt muss es sofort ausgemacht werden, das Messer wird kalt.

Da ich das ganze nicht von Hand machen möchte sondern auf einer Art Portal fräse ist es wichtig das das Messer nicht durchbrennt, klar kommt jetzt, mach doch das Messer an wenn du weist das es im Material ist, doch was ist mit dem Fall das doch kein Material da ist und die Maschine meint da sollte was sein? dann ist das Messer Futsch und man muss manuell eingreifen, dauert zu lange großer Aufwand etc. das möchte ich vermeiden.

Daher die Überlegung der Überwachung und Steuerung.

urdaino:
Wir haben vor über 38 Jahren eine Verpackungsmaschine (Filutex aus Dresden) gehabt, da wurde eine Längsnaht für einen PE-Schlauch mittels eines Heizbügels (etwa 5cm lang) verschweißt. An diesem Bügel war ein Thermoelement hard angelötet. Es wurde also eine temperaturabhängige Proportionalregelung eingesetzt. Ich denke, das wäre auch für dich der sinnvollste Weg, über die Temperatur zu regeln.

Wie muss ich mir das vorstellen? gibt es da Bilder im Internet zu so was?

Um den Widerstand des Messers zu messen mußt Du Spannung am Messer und Strom messen. Den Strom kannst Du messen indem Du die Spannung an einem Shund (Strommeßwiderstand) mißt. Als Shund kannst du die Zuführungskabel verwenden auch wenn diese sich durch den Strom erwärmen. Du kannst auch die Spannung am Trafoausgang und die Spannung am Widerstand oder wenn beide Spannungen an einem gemeinsamen Referenzpunkt haben willst am Trafoausgang und am Ende des Zuführungskabels oder am Messer und am entsprechenden Trafoausgang. So ist der Zuführungskabel als Shund verwendet. Die Unwägbarkeit liegt in der Temperatur des Zuführungskabels. Für 150A Sieht mir untenabgebildeter Kabel aber als stark unterdimensioniert aus (schätze 2,5mm^2).

Andererseits sind mir 150A auch zu viel.

Übersetzungsverhältnis primär zu sekundär 230V zu 3,3V = 69,7
Strom primär = 1,37A
Strom säkundär 1,37 * 69,7 = 95,5A.

Strom/Spannungsregelung am Trafo.
Problematisch.
PWM primärseitig geht nicht so einfach. Du kannst nicht 50Hz Sinus eine PWM zerhacken.

Sekundärseitig da ist der Strom das Problem. Da brauchst Du fette Bauteile die noch fett gekühlt werden müssen.

Ich habe da auch keinen praktikablen Lösungsvorschlag.

Grüße Uwe

uwefed:
Um den Widerstand des Messers zu messen mußt Du Spannung am Messer und Strom messen. Den Strom kannst Du messen indem Du die Spannung an einem Shund (Strommeßwiderstand) mißt. Als Shund kannst du die Zuführungskabel verwenden auch wenn diese sich durch den Strom erwärmen. Du kannst auch die Spannung am Trafoausgang und die Spannung am Widerstand oder wenn beide Spannungen an einem gemeinsamen Referenzpunkt haben willst am Trafoausgang und am Ende des Zuführungskabels oder am Messer und am entsprechenden Trafoausgang. So ist der Zuführungskabel als Shund verwendet. Die Unwägbarkeit liegt in der Temperatur des Zuführungskabels. Für 150A Sieht mir untenabgebildeter Kabel aber als stark unterdimensioniert aus (schätze 2,5mm^2).

Andererseits sind mir 150A auch zu viel.

Übersetzungsverhältnis primär zu sekundär 230V zu 3,3V = 69,7
Strom primär = 1,37A
Strom säkundär 1,37 * 69,7 = 95,5A.

Strom/Spannungsregelung am Trafo.
Problematisch.
PWM primärseitig geht nicht so einfach. Du kannst nicht 50Hz Sinus eine PWM zerhacken.

Sekundärseitig da ist der Strom das Problem. Da brauchst Du fette Bauteile die noch fett gekühlt werden müssen.

Ich habe da auch keinen praktikablen Lösungsvorschlag.

Grüße Uwe

Das die Kabel nicht zu den angaben passen haben wir in einen Anderen Thema schon mal gehabt.

Die 3,3V ist Leerlauf.
unter last sind das deutlich weniger.
Beispiel:

Primärseitig, kann ich mir gut vorstellen das das alles etwas Groß wird. daher dachte ich an die Säkundär Seite, und dann einen Art Dimmer davor knallen, wie bei Lampen.

Irgend wie finde ich das gerade nicht so gut.
Schaltnetzteil das regelbar ist, in der Dimension?

Vorteil.

  • Volt und Ampere begrenzen regelbar.
  • Volt bekannt
  • Ampere könnte gemessen werden
  • Volt, Verlust kann gemessen werden
  • Kein Wechselstrom mehr

Nachteil:

  • Widerstand müsste immer noch gemessen werden

Messungen müssen alle unter 90 - 150A gemacht werden.

Wäre das ein Lösungsansatz?

Auf der Sekundärseite wird es noch viel größer und viel wärmer.

Gruß Tommy

z.B. mit so einem Netzteil.

SNT RSP-750-5

Das hat in den technischen Daten drin stehen:

Trimmingfunktion: Ausgangsspannung und -strom 40...110%, jeweils mit externer Spannung 2...5,5V DC

Wäre gut wenn man das noch weiter unten ansetzen könnte als die 2V (40%)
oder das Netzteil nicht bis 5V sondern nur bis 3,3 V gehen würde.
Habe da jedoch noch nichts gefunden.

Was meint ihr zu der Idee?

Hallo,

ich sehe das ziemlich kritisch ohne zuverlässige Temperaturmessung die auch noch sehr schnell sein muss. Eigendlich ist die Leistng entscheidend. Ohne Material ist die relativ klein. Sobald geschnitten wird, wird Wärme abgeführt und die Leistung muss erhöht werden. Ohne Temperatur Messung ist eigendlich nur der Widerstand ein Maß für die Temperatur. Am Ende des Schneidvorganges ohne Material steigt die Temperatur und damit der Widerstand vom Draht. Damit sinkt der Strom erst mal. Wenn man nun den Punkt richtig erwischt, könnte man auf eine kleinere Spannung schalten damit das Ding im "Leerlauf" nicht durchbrennt.

Am Anfang stellt man einen Spannnung ein damit der Draht nicht schon vorher druchbrennt. Wenn er dann an das Material kommt , wird er zunächst mal kälter, damit steigt der Strom , und eigendlich soll er das auch. Jetzt musste man allerdings nur mit der Spannung so weit hoch fahren das man Vernünfig schneiden kann.

Eigendlich fürhrt das zu einer "Spannungseinstellung" bei dem Erkennen von Stromänderungen. Sowas wid ja jetzt mehr oder weniger jetzt manuell gemacht. Allerdings wenn sich die Länge des Drahtes ändert , andern sich die Parameter.

Heinz

Rentner:
Hallo,

ich sehe das ziemlich kritisch ohne zuverlässige Temperaturmessung die auch noch sehr schnell sein muss. Eigendlich ist die Leistng entscheidend. Ohne Material ist die relativ klein. Sobald geschnitten wird, wird Wärme abgeführt und die Leistung muss erhöht werden. Ohne Temperatur Messung ist eigendlich nur der Widerstand ein Maß für die Temperatur. Am Ende des Schneidvorganges ohne Material steigt die Temperatur und damit der Widerstand vom Draht. Damit sinkt der Strom erst mal. Wenn man nun den Punkt richtig erwischt, könnte man auf eine kleinere Spannung schalten damit das Ding im "Leerlauf" nicht durchbrennt.

Am Anfang stellt man einen Spannnung ein damit der Draht nicht schon vorher druchbrennt. Wenn er dann an das Material kommt , wird er zunächst mal kälter, damit steigt der Strom , und eigendlich soll er das auch. Jetzt musste man allerdings nur mit der Spannung so weit hoch fahren das man Vernünfig schneiden kann.

Eigendlich fürhrt das zu einer "Spannungseinstellung" bei dem Erkennen von Stromänderungen. Sowas wid ja jetzt mehr oder weniger jetzt manuell gemacht. Allerdings wenn sich die Länge des Drahtes ändert , andern sich die Parameter.

Heinz

Bei dem im Video gezeigten Handschneider wird auch nichts geregelt.