Fragen zu Motorbetriebskondensator

[Ferrograph]

Ich benötige Hilfe zur Dimensionierung eines Motorbetriebskondensators.

Bei einer meiner Maschinen zeigte sich nachlassende Transportgeschwindigkeit bei Aufnahme und Wiedergabe bei beiden Geschwindigkeiten .
Zuerst vermutete ich ein mechanisches Problem, Riemenspannung, Andruck der Gummirolle, zu hoher Gegenzug konnten ausgeschlossen werden.
Bei der ersten reinen Kapazitäts-Messung der Motorbetriebskondensatoren konnte ich keine Fehler feststellen, leider habe ich keine Messgerät was mir die Strombelastungsfähigkeit eines Kondensators anzeigt.
Nach dem kein obiger Fehler gefunden werden konnte habe ich einen Betriebskondensator C2 mit einem ungeeigneten Teil aus der Bastelkiste ersetzt, C2 ist sowohl bei 38 als auch bei 19 cm/s mit im Spiel.
Der Tonmotor ist ein Synchronmotor, umschaltbar auf 8/16Pole mit 2 Betriebskondensatoren zu je 3µF.

Hier zeigt sich, daß nach Ersatz des C2 bei 38cm/s der Motor korrekt mit der Netzfrequenz auch unter Belastung synchron läuft, also liefert der alte Betriebskondensator nicht mehr genügend Strom für die Hilfswicklung.

Der provisorisch eingebaute Ersatz C2 (4µF) ist jedoch kein geeigneter Motorbetriebskondensator.
Sobald auf 19cm/s umgeschaltet wird werden ja alle 16 Pole des Stators eingeschaltet, hier kann der Kondensator nicht den benötigten Strom liefern und der Motor bleibt unter Brummen stehen.

Meine Fragen sind nun folgende:

-Welchen Stromfluß muss der Betriebskondensator auf die Hilfswicklung übertragen, wie berechne ich das oder gibt es hier feste Annahmen?

- Was sind geeignete Motorbetriebskondensatoren, was unterscheidet die von "normalen" Leistungs-Kondensatoren, welche sind langlebig und qualitativ hochwertig? (Mir ist schon mal ein größerer Motorkondensator Made in China in einer Pumpe explodiert)

Ich habe das Typenschild des Tonmotors (Leistung 45VA, 0,22A, 220V), den provisorischen Einbau des ungeeigneten Ersatz C2 mit den alten MP Kondensatoren und das Motorschaltbild der Maschine mal beigefügt.

           

Über Hilfe und Hinweise freue ich mich.

Gruß, Jan

[bitbrain2101]

Hallo Jan,

Motorkondensatoren findest du bei Ebay zu hauf. Bei 450V Prüfspannung kannst du nicht falsch machen. Ein Motorkondensator hat intern eine Art Sicherung, eine der beiden Zuleitungen muss abreissen, wenn sich der Kondensator aufbläht. Du benötigst einen Betriebs-Kondensator, keinen Anlauf-Kondensator, Info hier.

MfG, Tobias

[Ferrograph]

Hallo Tobias,
danke für die Info und den Link mit dem Unterschied zwischen Anlauf- und Betriebskondensatoren.
Auf vielen steht dummerweise kein realer Hersteller drauf oder aber Made in China, da hatte ich ja bereits weniger gute Erfahrungen mit geplatzten C's.
Ich habe jetzt 2 x Comar, in Italien hergestellt, mir bestellt.
Mal sehen ob das bessere Qualität ist als die PRC Produkte.

   

Trotzdem ist mir noch nicht ganz klar was außer der Abreißsicherung das besondere an einem Betriebskondensator ist.

Gruß, Jan

[bitbrain2101]

Hallo Jan,

Comar habe ich schon verbaut, die hat ein Händler in Berlin im Programm. Made in PRC würde ich auch nicht kaufen.

MfG, Tobias

[kaimex]

Wie kommst du darauf, daß es sich um einen Synchron-Motor handelt ?
Üblich sind Drehfeld(Asynchron-) Motore mit Phasenschieber-Kondensator.

Die COMAR-Teile (von Pollin) sind bewährt.

Hast du mal den ESR deines Ersatz-Kondenators gemessen ?

MfG Kai

[havox]

Trotzdem ist mir noch nicht ganz klar was außer der Abreißsicherung das besondere an einem Betriebskondensator ist.

Gruß, Jan

Betriebskondensatoren sind für den Dauerbetrieb geeignet, Anlaufkondensatoren nicht. Die werden nach dem Anlaufen des Motors von der Spannung getrennt. 

Die Comar-Produkte nehme ich für die Revox-Bandmaschinen auch. Defekte gab es da noch nie.

[bitbrain2101]

Wie kommst du darauf, daß es sich um einen Synchron-Motor handelt ?
Üblich sind Drehfeld(Asynchron-) Motore mit Phasenschieber-Kondensator.

Die COMAR-Teile (von Pollin) sind bewährt.

Hast du mal den ESR deines Ersatz-Kondenators gemessen ?

MfG Kai

Hallo Kai,

der Tonmotor ist immer ein Synchronmotor, wenn er ohne Regelung direkt am Netz hängt, die Wickelmotoren sind Asynchronmotoren.

MfG, Tobias

[kaimex]

Hallo Tobias,

das stimmt (leider) nicht.

Bei Uher kenne ich nur Asynchron-Motore mit Phasen-Kondensator zur Erzeugung eines Drehfeldes.
Die tatsächliche Geschwindigkeit des Motors stellt sich per Drehmoment-Last und Schlupf ein.
Weiteren Schlupf gibt es in der mechanischen Übertragung bis zum Capstan (wenn der nicht direkt angetrieben ist) und zwischen Capstan und Band.
Ich gehe davon aus, daß bei Heimtonbandgeräten Synchron-Motore eher eine Ausnahme-Erscheinung sind.

MfG Kai

[Ferrograph]

Wie kommst du darauf, daß es sich um einen Synchron-Motor handelt ?

Hast du mal den ESR deines Ersatz-Kondenators gemessen ?

MfG Kai

Hallo Kai,
Synchronmotore laufen entsprechend der Polpaarzahl mit dem durch die Netzfrequenz starr verknüpften Drehfeld synchron.
Bezogen auf Umdrehungen pro Minute ergibt sich aus Anzahl der Polpaare( p ) folgende Drehzahl und der Netzfrequenz von zum Bsp 50Hz:
 
Das heißt, wenn der Rotor bei 8 Polpaaren (16 Pole) mit 375 u/min und bei Umschaltung mit 4 Polpaaren (8 Pole) mit 750 u/min dreht muß es sich um eine Synchronmaschine handeln.
Genau diese Drehzahlen bei den vorgegebenen Polen sind auf dem Typenschild des Motors vermerkt.

Solange die mechanische Belastung des Rotors nicht zu groß wird bleibt die Drehzahl konstant und muß nicht geregelt werden unter der Voraussetzung daß die Netzfrequenz konstant bleibt.

Im Gegensatz zu Asynchronmaschinen , welche immer eine um einige Prozente geringe Drehzahl als die durch die Pole theoretisch Vorgegebene haben , hervorgerufen durch den Schlupf....

Zur zweiten Frage: Ich habe gar kein ESR-Messgerät.

Gruß, Jan

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Ich gehe davon aus, daß bei Heimtonbandgeräten Synchron-Motore eher eine Ausnahme-Erscheinung sind.

Hallo Kai,

es handelt sich bei diesem Motor um den einer RFZ-Studiomaschine T221.
Daher auch die Geschwindigkeit 38 cm/s und der Kompromiss 19cm/s (ursprünglich zum Abspielen von Reportagebändern im Studio benötigt).

Gruß, Jan

[kaimex]

Das heißt, wenn der Rotor bei 8 Polpaaren (16 Pole) mit 375 u/min und bei Umschaltung mit 4 Polpaaren (8 Pole) mit 750 u/min dreht muß es sich um eine Synchronmaschine handeln.
Genau diese Drehzahlen bei den vorgegebenen Polen sind auf dem Typenschild des Motors vermerkt.

Das ist bei einem Asynchron-Motor im Leerlauf genauso.

Wieso laufen die Studio-Maschinen eigentlich nicht an Drehstrom? Dann bräuchten sie keine Motor-Kondensatoren

MfG Kai

[Ferrograph]

Die Comar-Produkte nehme ich für die Revox-Bandmaschinen auch. Defekte gab es da noch nie.

Hallo Hans-Volker,
danke für die Hinweise, dann bin ich mit Comar auf der sicheren Seite.

Gruß, Jan

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Das ist bei einem Asynchron-Motor im Leerlauf genauso.

Wieso laufen die Studio-Maschinen eigentlich nicht an Drehstrom? Dann bräuchten sie keine Motor-Kondensatoren

MfG Kai

Wem nützt denn eine Leerlaufdrehzahl ohne Belastung, schließlich will man ja mindestens eine Schwungmasse antreiben....

Bei den Asynchronmaschinen die ich kenne ist auf dem Typenschild die Nenndrehzahl angegeben.
Die ist dann etwas geringer.

Die zweite Frage ist hoffentlich nicht so ernst gemeint...

Gruß, Jan

[kaimex]

Nach meinem bescheidenen Kenntnissen über die Unterschiede der beiden Motor-Typen
wird beim Synchron-Motor das zur Drehung erforderliche Magnetfeld des Rotors mit darin verbauten Permanentmagneten oder Spulen mit eigener Stromversorgung erzeugt,
während es beim Asynchron-Motor per Induktion (passiv) aus dem Feld des Stators erzeugt wird.
Hat dein Motor im Rotor ebenfalls umgeschaltete Strom-versorgte Spulen ?

MfG Kai

[Ferrograph]

Ich gehe davon aus, daß der Rotor entweder Magnete enthält oder nach dem Hysterese Prinzip arbeitet.
Darauf könnte auch der Buchstabe H auf dem Typenschild hindeuten.
Es gibt jedenfalls keine Schleifkontakte zur Versorgung des Rotors und die Pole sind klassisch auf dem Stator liegend angeordnet.

Gruß Jan

[kaimex]

Wenn der Rotor mit Permanent-Magneten sein Feld erzeugt, wäre mir (vorsichtig ausgedrückt) nicht klar, wie man die Geschwindigkeit umschalten kann.

MfG Kai

[GDR 22]

Hallo zusammen,

dem Typenschild nach zu urteilen würde ich mal vermuten, es handelt sich um den Tonwellen- Motor der T2221 ?
Wenn ja, dann ist es genau der gleiche Typ wie bei der T4224 und für diesen Motor steht im Handbuch klipp und klar: "Der geschwindigkeitskonstante Bandbetrieb wird durch einen Synchron- Hysterese- Motor gewährleistet, der zur Wahl der Arbeitsgeschwindigkeit Polumschaltbar ist". Zitat Ende. Damit sollte doch eigentlich alles klar sein.

Edit: Wer lesen kann... Jan, Du hattest ja weiter ober schon geschrieben, es ist der Motor der T221. Also, dann ist das genau so. Synchron- Hysterese- Motor.

Grüße, Rainer

[Ferrograph]

Danke, Rainer, Hysteresemotor hatte ich ja bereits vermutet.
Der Motor ist als Dauerläufer sehr großzügig, äußerst massiv und mit Kühlrippen dimensioniert.

Gruß Jan

[kaimex]

Danke,
mit diesen Hinweisen konnte ich mal wieder meinen Wissen-Horizont etwas hinausschieben.
Weitere nützliche Erläuterungen fand ich unter
https://riverglennapts.com/drives/322-hy...motor.html
https://illustrationprize.com/565-hysteresis-motor.html
Letzterer Text scheint automatisch aus dem Englischen o.ä. übersetzt worden zu sein und bedarf etwas Nachsicht hinsichtlich deutscher Ausdrucksweise und Eindeutigleit.

Trifft zu, daß so ein Motor sehr leise ist ?

MfG Kai

[Ferrograph]

Hallo Kai,

Danke für die Links.
der Motor läuft unhörbar, wird allerdings durch die Hystereseverluste merklich warm.
Da er als Dauerläufer konzipiert ist wurde er wärmeableitungsmäßig sehr großzügig in Reserven und Form dimensioniert.

Gruß Jan

[GDR 22]

Noch zur Ergänzung gibt es hier den Link auf ein altes Thema, wo man einen der genannten Motoren im zerlegten Zustand bewundern kann. (Posting Nr. 17):

https://tonbandforum.de/showthread.php?t...ight=T2221

Grüße, Rainer

[GDR 22]

Hallo Jan,

ich grabe mal diesen Tread hier aus.
Du hattest ja geschrieben, das der Motor Betriebskondensator bei 19,05cm/s einen höheren Strom liefern muss, weil alle 8 Polpaare genutzt werden. Bei 38,1 cm/s sind es dagegen nur 4 Polpaare, da reichte der Strom des Kondensators bei Dir noch aus und der Motor lief normal.

Meine Frage: Wäre ein defekter Betriebskondensator auch eine denkbare Erklärung dafür, das so ein Motor bei einer meiner Maschinen bei 38er Geschwindigkeit normal läuft, bei 19er Geschwindigkeit dagegen anfängt, irgendwie stark rhythmisch zu "wummern" ?
Oder deutet sowas eher auf ein Lagerproblem hin ? Hast Du dazu eine Idee ?

Danker & Grüße, Rainer

[uhrjeckholgi]

Ein Lager Problem sollte eigentlich bei zunehmender Geschwindigkeit deutlicher werden.
je schneller desto lauter das Geräusch.....laut meinem mechanischem Verständnis.

Gruß
Holger

[Ferrograph]

Hallo Rainer,

ich würde erst einmal auf ein elektrisches Problem tippen.
Wenn der Motorkondensator (im Fall 19 cm/s sind 2 Stück im Spiel) nicht den erforderlichen phasenverschobenen Strom liefern kann führt das zu verminderten Drehmoment das belastungsabhängig letztendlich als ungleichmäßige Drehzahl Gleichlaufschwankungen bis hin zum Motorstillstand mit starken Brummen hervorruft.

Was du beschreibst klingt in meinen Ohren eher als ein Problem der ungleichmäßigen Erregung der Pole auf dem Stator.
Die Umschaltung der Polzahlen erfolgt über den Schalter S2, ist dort alles in Ordnung?
Dort könntest du ansetzen ob die Polspulen korrekt umgeschaltet werden. (mit Ohmmeter die jeweils in Reihe geschalteten Spule messen, da müssen für alle Paare gleiche Ohmwerte ablesbar sein.

Es schadet auch nicht den Motor mal zu demontieren und zu reinigen, das ist nach Lösen der Motorbefestigung unter dem Chassisblech von oben sehr einfach.
Dann lassen sich auch alle Polspulen vernünftig über die angebaute Kontaktbuchse elektrisch nachmessen. (Windungsschluss oder Unterbrechung)
               
Vorsicht dabei, das untere Lager des Motors enthält eine kleine Stützkugel die nicht verloren gehen darf.

Bin gespannt was du für eine Ursache ermittelst.

Gruß Jan

[GDR 22]

Hallo Holger,

danke für Deinen Input, hätte ich eigentlich auch so vermutet. Wobei ich auch schon Vibrationen in einem Motorlager bei geringeren Geschwindigkeiten erlebt habe. Das war aber kein Synchronmotor und das sollte bei einer fast nie gelaufenen Maschine auch eher nicht der Fall sein. Dort sind die Lager zumindest noch nicht ausgelaufen, denke ich mir.

Hallo Jan,

vielen Dank für Deine Antwort ! Auahauaha, wie Werner sagen würde... Das klingt nach deutlich mehr Arbeit als gedacht...
Es handelt sich bei mir zwar um den gleichen Motor wie bei Dir, nur dummerweise ist dieser in einer T4224 verbaut, nicht in einer T221. Bedeutet, man kommt da sehr viel schlechter heran um den Motor auszubauen. Durch den Elektronikrahmen und den auch sonst recht gedrängten Aufbau ist einfach mal sehr wenig Platz zum hantieren.

Mit dem Schalter S2 meinst Du doch sicher den Geschwindigkeitsumschalter 19 / 38, der sich bei der T221 links neben dem Netzschalter befindet ? 
Auch das ist bei der T4224 etwas anders gelöst, dort sind Netzschalter und Geschwindigkeitsumschalter kombiniert. Aber egal, das Grundprinzip bleibt gleich. Ich denke, damit werde ich beginnen, ist das dünnste Brett an der Geschichte, der Schalter ist relativ gut zu erreichen. Ich denke, dazu komme ich vielleicht am Wochenende. 

Mit der Demontage des Motors würde ich dagegen eher bis zum Spätherbst warten. Das ist ´ne Aufgabe für ein langes, kaltes und verregnetes Wochenende...

Grüße, Rainer