TIP33 Ersatz durch N-Mos - Getriebemotor

[Bohnenwerfer]

Jetzt habe ich mal eine 10mH Induktivität ins Modell eingeführt.
Also für Stillstand des Motors --> EMK=0 sind die Unterschiede, wie erwartet, winzig.
Das ändert an der Verlustleistung im Transistor nix.

Für die Rechnung im idealen Leerlauf ändert sich auch nichts.
Wo kein Strom im Motor fließt, ist auch L*dI/dt=0.

Gruß
Peter

 

[schmittche]

Hallo,
im Anhang habe ich eine Ltspice Datei, nur entpacken und sollte laufen.
Nach ca 64mS stirbt der Transistor...
Die Ansteuerung vom Schalter habe ich extra "kreuz und quer" ausgelegt, der Motor bleibt schließlich auch nicht sofort stehen wenn der Strom aus ist.
Übrigens, 10mH hat ein Motor einer Spielzeugeisenbahn und auch damit gehts kaputt...

Gruß,
Georg

 

[ksb]

Solange wir den tatsächlichen Ausfallmechanismus des Transistors nicht kennen, sind wir auf Vermutungen angewiesen.

Da davon berichtet wurde, dass die Regelung nach recht kurzem Betrieb (erneut) ausfiel, liegt nahe, dass dies eine Überspannung ist.

Diese kann sowohl über CE als auch BE anliegen.

Der Transistor verträgt um 100V CE und 5V BE. Bei Abschaltung einer Induktivität von 10mH kann leicht ein vielfacher Wert entstehen.

Die Fragen sind:

a) wie schnell die Stabilisierungsschaltung abregelt
b) wie schnell der Varistor auf die Spannungsspitze reagiert.

Ein realistisches Modell müsste auch das wechselnde Abtriebsmoment berücksichtigen und TA auf ca. 60°C anheben.

 

[ksb]

Hallo schmittche,

könnest du bitte die Simulationsschaltung mit Plot als Bild posten?

Gruß ksb

 

[Bohnenwerfer]

Bei mir geht der Transistor nicht kaputt...
Musste allerdings eine andere Diode und einen anderen Transistor nehmen.

Diode MURS320

Transistor TIP33 oder 2N3055

 

[schmittche]

Anders krieg ich grad nicht hin mit dem Bild.
Angezeigt wird der Basisstrom, etwa 750A...
Mit anderen Transistoren, habe nur einen probiert, tut es das nicht. Aber bis jetzt hat alles funktioniert wozu ich diesen BD135 genommen habe, den TIP33 habe ich nicht.
Und wenn es das mit diesem Tr. macht dann macht es das auch mit anderen...

Auf alle Fälle ist der Verdacht auf eine zu hohe Rückspannung als Fehlerursache begründet.
Außerdem müssen da irgendwie alle "Vorzeichen" passen, die Sterne müssen richtig stehen usw...
Sonst gingen die Dinger ja überhaupt nicht...

Gruß,
Georg

 

[ksb]

Hallo Schmittche,

wie hoch ist UB bei der Simulation?

Gruß ksb

PS: Der Strom wird in der Realität durch Leiterbahnwiderstände usw. reduziert.

 

[schmittche]

Hallo ksb,
UB = 230V~ also 345VSS.
Mir ist bei Ltspice schon öfter aufgefallen dass man es etwas austricksen muss damit man die Realität einigermaßen hinbekommt. Ist zwar wirklich sehr gut aber es verhält sich "zu korrekt", um sowas richtig zu simulieren müsste man sogar noch die Schaltsignale der Stromversorger mit einbeziehen, den Herd nebenan und die Neonlampe in der Küche..
Diese Zeile in die ""Standart.bjt" einfügen und der BD135 ist vorhanden:

.model BD135 NPN(Is=40f Xti=3 Eg=1.11 Vaf=115.7 Bf=180.2 Ise=40f Ne=1.363 Ikf=4.927 Nk=1.247 Xtb=1.5 Br=10 Isc=85f Nc=2 Ikr=0 Rc=0 Cjc=19.23p Mjc=.3439 Vjc=.5635 Fc=.5 Cje=60.49p Mje=.3589 Vje=.7585 Tr=116n Tf=550p Itf=1 Xtf=0 Vtf=10 QCO=1E-10 GAMMA=1E-8 RCO=5)

Dies in die standart.dio für die 1n4007:

.MODEL 1N4007 D(Rs=0.010 Tt=2u Cjo=15p Vj=0.6 BV=1000 Ibv=5u)

Zu deinen Fragen: a.) der TIP33 hat eine Fall-time von 1µs, aber die anderen Daten, wie V/Ce etc. sind mit 300ms gemessen! (Datenblatt)
Früher arbeitete ich in einer Firma für Antriebstechnik, uns flogen die Leistungsteile für "fliegende Sägen" ständig in die Luft, mit 2Mtr. Stichflamme. Weil ein Komma im Datenblatt übersehen wurde...

Gruß,
Georg.

 

[ksb]

Hallo Georg,

ich glaube meinen Simulationen immer erst, wenn sie meinen Messwerten ähneln

Viele Grüße

Kai

 

[schmittche]

Ja die Messwerte! Die bringens dann ans Licht.
Auf dieser Seite ist es recht anschaulich dargestellt wie sich das mit diesen Anstiegs- und Abfallzeiten bei Dioden verhält:
Diode Turn-On Time
Und auch WIE das gemessen wird, ein Motor, also eine Spule im Magnetfeld ist oft schneller!

Wie lange ist denn die "Totzeit" zwischen Rücklauf und kurzem Vorlauf der BG?
Vielleicht liegst ja dort.

Gruß,
Georg

 

[schmittche]

Übrigens waren früher dort TIP30C eingebaut, also bei den ersten Magic etc., wurde später durch den TIP33 ersetzt, aber der Wurm ist immer noch drin. Das ist DER Standartfehler in der Elektronik.
Ein Snubber parallel zum Motor, 2.2µ (bipolar) und 10R sollte schon einiges bringen.

"Saeco TIP33" googeln, etwa 3.260 Ergebnisse, fast alle verkaufen das Set, Tr. Diode, R., gutes Geschäft, gelle?

Gute Nacht,
Georg

 

[ksb]

Hallo Georg,

es hat mir keine Ruhe gelassen und so habe ich auch mal ein wenig simuliert.

Hierbei ergaben sich folgende Erkenntnisse:

1. Ohne angesteuerten Transistor werden im Abschaltmoment bei Maximum Induktionsspannungen von ca. 500V angezeigt.
2. Bei aktivem Transistor und intakter Zenerdiode werden beliebig hohe Spannungen auf ca. 33V gekappt.
3. Bei aktiven Transistor und defekter Zenerdiode fällt am Transistor eine höhere Verlustleistung ab.

Gruß Kai

 

[Bohnenwerfer]

Hallo Kai und Georg,

ein Frage habe ich noch...

Wie schaltet ihr im Strommaximum ab? Netzschalter? Türkontakt?
Das macht ja eigentlich keiner.
Mit dem Triac im Strommaximum abschalten... wie soll das gehen?
Das ist ja eigentlich ein Thyristor, der nur unterhalb des Haltestroms ausschaltet.
Dieser beträgt beim eingesetzten Triac ca. 20mA.

Gruß
Peter

 

[ksb]

Hallo Bohnenwerfer,

mich hat erst einmal interessiert:

a) wie hoch die Spannungsspitzen ausfallen und
b) ob der Transistor theoretisch die Spitzen kappen kann.

Weiterhin habe ich die Wirkung von Leiterbahnkapazitäten sowie die kapazitive Einkopplung von Störimpulsen simuliert, bin aber noch zu keinem Ergebnis gelangt

Für ein Abschalten im Maximum kommen noch andere Möglichkeiten in Betracht:

1) kurzer Einbruch der Phase durch Schalten eines starken Verbrauchers
2) Stromausfall
3) Sicherungsfall

Wie Georg bereits schrieb, müssen beim Ausfall wohl einige Faktoren zusammenkommen.

Gruß Kai

 

[bikermaex]

Vielmehr hatte sich dort eine Oxydschicht auf den Kontakten gebildet, die sich sehr gut entfernen läßt. Die Schalter lassen sich gut öffnen, wenn man sie einige Zeit in Kontaktspray einweicht.

Scheisse... wer macht den sowas?,also der knappe euro was mein staubgeschützer schalter kostet,der isses auch wert.seit ich die dinger verbaue ,hatte ich noch nicht einen einzigen ausfall,was in die richtung geht und ich hab weit mehr als 100 verbaut.Im gegenteil, der kaffee wird aufgrund des Höheren schaltpunktes etwas kräftiger, da mehr pulver eingefüllt wird,dem kann man aber locker entgegenwirken mit etwas gröberen Mahlgrad was dem wasserdurchfluss zugute kommt.auf jeden fall die dinger sind so gut wie ausfallsicher

....ops entweder ich zu langsam oder ihr zu schnell ...sorry

 

[schmittche]

Mit dem Triac im Strommaximum abschalten... wie soll das gehen?
Das ist ja eigentlich ein Thyristor, der nur unterhalb des Haltestroms ausschaltet.

Ist richtig, aber erklär mal dem Motor dass er dann sofort stehenbleibt ohne sich auf irgendeine Weise zu beschweren...
Oder andersrum: Wie erklärst du Ltspice einen Motor der das nicht tut?

Gruß
Georg

 

[uhrmacher]

Scheisse... wer macht den sowas

Für den Fall des Schalters an der Dosiervorrichtung gebe ich Dir Recht, da macht ein Staubgeschützter viel Sinn. Aber bitte wo bekommst Du die für 1 € ? Wenn ich diese Schalter für weniger als 5 € bekommen hab war ich schon glücklich. Zum anderen ist es für mich oft weniger zeitaufwendig weil ich nicht soviele Teile liegen hab und dann erst bestellen-->Warten--> einbauen kann, da bin ich mit 10 Minuten Arebitsaufwand füpr 2 Schalter doch deutlich besser und effektiver dran. (ich sitz ja nicht daneben wenn wenn die Schalter eingeweicht werden)
Gruß Christoph

 

[ksb]

Hallo Georg und Peter,

ich habe noch ein wenig weitersimuliert und mich damit beschäftigt, die wechselnden Lastfälle am Motor zu modellieren.

Zum Einen habe ich die EMK dynamisch verändert und zum Anderen den vom Motor aufgenommenen Strom.

Auch hier treten Spannungsspitzen ähnlich der Abschaltung im Maximum auf, weche aber ebenfalls gekappt werden.

Vor Allem bei der Änderung des durch den Motor aufgenommenen Stromes können je nach Anstiegs- und Abfallzeit recht

hohe Spannungsspitzen entstehen.

Gruß Kai

 

[ksb]

Jetzt habe ich erste fundierte Ergebnisse:

1. Solange die Stabilisierung arbeitet, tritt in der Simulation unter keinem Betriebsfall eine Überspannung auf.

2. Bei einem Motorstrom von ca. 2,5A überschreitet die Leistung am Transistor die bei TA zulässigen 80W.

3. Ein Blick ins Datenblatt zeigt, dass bei steigender Temperatur die zulässige Leistung dramatisch abnimmt:

Continuous device dissipation at (or below) 25°C case temperature (see Note 2) P tot 80 W

Note 2: Derate linearly to 150°C case temperature at the rate of 0.64 W/°C.Continuous device dissipation at (or below) 25°C case temperature (see Note 2) P tot 80 W

Der Zusammenhang ist im Diagramm auf Seite 4 dargestellt.

Bei 60°C verträgt der Transistor gerade noch 60W.

Gruß Kai

 

[Bohnenwerfer]

Das bedeutet wir brauchen schwergängige Brühgruppen , also Reinigung und Fetten sofort einstellen!