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Mal wieder ein ganz anderes Thema, das mich in den letzten Wochen beschäftigt hat. Im Classic-Computing-Forum gibt es schon einen Thread dazu, aber ich wollte das hier auch nochmal kurz berichten.

Ich war schon seit längerem auf der Suche nach einem 8 Zoll Diskettenlaufwerk. Ich habe keine spezielle Verwendung dafür. Es geht mir nur darum, mich mal mit der Technik zu beschäftigen. Vor ein paar Wochen habe dann eins bekommen, relativ günstig, aber laut Typenschild für 110 Volt. Kein Problem, ich habe ja einen Regeltrafo, dachte ich. Das Dumme nur: der Motor ist ein Synchronmotor und der will eben 60 Hz für die 360 rpm der Laufwerksspindel. Daran hatte ich überhaupt nicht gedacht.


Damit hatte ich das Laufwerk eigentlich schon abgeschrieben. Aber dann habe ich gesehen, dass es bei den Chinesen relativ günstige Wechselrichter gibt. Also habe ich mir einen für 110 Volt und 60 Hz mit 24 Volt Eingang bestellt - für 50 Euro. Ein Risiko habe ich erst mal nur bei der Frequenzgenauigkeit gesehen. Das Laufwerk verlangt laut Handbuch +/0,5%. Die Chinesen schreiben dazu nichts.

Letzte Woche kam der Wechselrichter und ich habe das Ganze mal aufgebaut:


Alles prima. Die Wechselrichter lieferte 113 Volt und 60,08 Hz und der Motor lief. Mehr konnte ich erstmal nicht testen, weil mir der Anschlusstecker fehlt. Die restlichen Tests sollen im Technikum29 passieren, denn dort gibt es einen fertigen Aufbau mit PC-Anschluss.

Dann kam im Classic-Computing-Forum die Diskussion auf, ob das ein Synchron-Motor ist (was sonst?) oder irgendwas anderes. Also habe ich das Motor-Typenschild fotografiert und wollte das posten. Und was lese ich da auf dem Motor? 230 Volt.
Ok, wenn das Laufwerk einen 230 Volt Motor hat, dann läuft das doch auch mit 50 Hz. Also habe ich die rpm's gemessen und ja, deutlich mehr als 360. Aber nicht die 432, die rein rechnerisch zu erwarten gewesen wären, wenn man einen 50 Hz Motor mit 60 Hz betreibt.

Das Laufwerk läuft also entgegen dem Typenschild mit 230 Volt und 50 Hz. Das ist schon mal sehr positiv. Der Wechselrichter wird überhaupt nicht gebraucht. Ab jetzt ging es nur noch um die Frage, warum die rpm's beim Betrieb am Wechselrichter so daneben liegen.

Zwei Vermutungen: 1. Spannung zu niedrig (sind ja nur 110 statt 230 Volt), 2. Das Ausgangssignal des Wechselrichters ist nicht sauber und der Motor kommt aus dem tritt

Ich habe mir dann erst mal das Ausgangssignal des angeblichen Sinus-Wechselrichters angeschaut:


Das ist ja wohl der Gipfel der Dreistigkeit, dachte ich mir. Denn das hier verspricht das Verkaufsangebot auf Aliexpress:


Im Classic-Computing-Forum gab dann dementsprechende Bemerkungen, dass man ja wohl von einem Billig-China-Teil nicht erwarten könne, dass das ein Sinus-Wechselrichter sei. Die wären viel, viel teurer. Aber es kam auch ein Hinweis von wegen Mindestlast. Der Laufwerksmotor zieht nur 0,3 A, der Wechselrichter ist mit 500 Watt angegeben. Also habe ich eine 60 Watt Glühbirne dazugehängt und siehe da:


Ein schöner Sinus. Und die Experten staunten.


Dass der Motor hinter dem Wechselrichter nicht die erwarteten 432 rpm's erreicht, lag übrigens tatsächlich an der Spannung. Wenn ich mit einem Regeltrafo die 110 Volt wieder auf 150 Volt hochdrehe, dann messe ich auch die 432 rpm.


Ich würde jetzt nicht behaupten, dass das ein hochwertiger Wechselrichter ist und dass man den über längere Zeit unbeaufsichtigt laufen lassen sollte. Das Oszi hat in unmittelbarer Nähe (30 cm Abstand) noch 10 Volt Peaks über eine unisolierte Messstrippe eingefangen. Ich weiß nicht, ob das normal ist. Aber er funktioniert.


Also schon mal eine Menge gelernt über 8 Zoll-Laufwerke und nebenbei auch noch über Wechselrichter.

In zwei Wochen geht's weiter im Technikum29. Dann werde ich sehen, ob die Laufwerkselektronik funktioniert und ob ich das Ding wie geplant am PC betreiben kann.

Hallo Detlef,
Synchronmaschinen laufen immer lastunabhängig synchron mit Speisefrequenz (deshalb heißen sie so ) und können nicht selbst aus dem Stand anlaufen; dafür wird eine Zusatzelektronik z.B. mit feldorientierter Regelung benötigt.

Es handelt sich wohl um einen EC- Motor
https://de.m.wikipedia.org/wiki/B%C3%BC ... strommotor
der ein Drehzahlverhalten wie ein Gleichstromnebenschlussmotor hat (also linearer Abfall der Drehzahl mit der Last) und auch abhängig von der Speisespannung, so wie du beschrieben hast.

Aber die Drehzahl ist hier definitiv abhängig von der Frequenz der Wechselspannung abhängig. Ist das bei den EC-Motoren so? Ich lese da was von Gleichstrommotoren.

Die Drehzahl des Laufwerks ist auf keinen Fall last- oder spannungsabhängig. Die muss ja hochstabil sein, auch wenn die Netzspannung schwankt.

Das ist letztlich eine Frage der Steuerelektronik, die wird vmtl auch eine Drehzahl-Regelung beinhalten, und wenn die als Referenzdrehzahl die Netzfrequenz nimmt, gibt's eben auch eine Abhängigkeit von dieser. Aber das sind jetzt Mutmaßungen, da müsste man die genaue Schaltung kennen...

Es gibt keine Drehzahlregelung. Die Netzspannung wird direkt auf den Motor geführt. Nein, in dem Motor ist auch keine Elektronik. Aber zu dem Motor gehört ein passender Kondensator. Die Netzpsannung wird auch ausschließlich für den Motor verwendet. Die Laufwerkselektronik hat Anschlüsse für eigene Versorgungsspannungen (24V, 5V und -5V).

Damit bei 50 und 60 Hz die Spindel des Laufwerks immer gleich schnell dreht, haben die Motoren Riehmenscheiben mit unterschiedlichen Durchmessern. Das dem Antrieb eines Fernschreibers nicht so unähnlich.

Das ist jetzt ein älteres Modell mit einem anderen Motor. Aber der Aufbau mit Kondensator und Stromanschlusses ist identisch:
https://www.vogonswiki.com/images/9/94/ ... 2_rear.jpg

Ich habe das jetzt mit dem Kondensator kapiert. Das ist der Anlaufkondensator, damit der Motor beim Anlaufen in der richtigen Richtung dreht. Ich hatte mich schon gefragt, wie das sichergestellt wird.

Ah ja: ein Reluktanzmotor.
Über den Kondensator wird aus der einphasigen Wechselspannungsspeisung zusammen mit dem räumlichen Winkelversatz der Hilfswicklung ein elliptisches Drehfeld im Stator der Maschine erzeugt. Damit ist die Drehrichtung vorgegeben. Aber der Rotor kann m.E. bei starrer 50/60Hz Speisung nur anlaufen, wenn eine asynchrone Läuferkomponente da ist, meist als Käfigläufer. Nach dem Hochlauf übernimmt die Reluktanzkraft und zieht den Rotor in den Synchronismus.

obrecht hat geschrieben: ↑Di 31. Jan 2023, 20:56 Ah ja: ein Reluktanzmotor.
Über den Kondensator wird aus der einphasigen Wechselspannungsspeisung zusammen mit dem räumlichen Winkelversatz der Hilfswicklung ein elliptisches Drehfeld im Stator der Maschine erzeugt. Damit ist die Drehrichtung vorgegeben. Aber der Rotor kann m.E. bei starrer 50/60Hz Speisung nur anlaufen, wenn eine asynchrone Läuferkomponente da ist, meist als Käfigläufer. Nach dem Hochlauf übernimmt die Reluktanzkraft und zieht den Rotor in den Synchronismus.

Ah ja, alles verstanden.

Entschuldige.... Wikipedia erklärt das vermutlich besser als ich das kann:

https://de.wikipedia.org/wiki/Reluktanzmotor
https://de.wikipedia.org/wiki/Kondensatormotor

Kurz: zum Hochlaufen am frequenzstarren Einphasennetz ohne Steuerelektronik braucht es eine Drehstromstatorwicklung mit Anlauf-/Betriebskondensator oder Einphasenwicklung mit Hilfsphase(*) ----> Kondensatormotor, die Rotorwicklung ist meist als Kurzschlussläufer ausgebildet. Der Asynchronmotor kommt in der Theorie bei Leerlauf bis an die Synchrondrehzahl heran, in der Praxis bleibt er knapp darunter. Bei Synchrondrehzahl verschwindet das Antriebsmoment der Asychnronmaschine.
Für synchronen Lauf braucht es deshalb einen Synchronanteil, meist durch Permanentmagnete im Rotor oder als Reluktanzrotor (teilweise auch in Kombination). Kommt die Maschine durch asynchronen Hochlauf nahe genug an die Synchrondrehzahl heran, zieht das synchrone Moment die Maschine in den Synchronismus und der Asynchron-Anteil verschwindet (s.o.), so dass die Maschine dann als Synchronmotor läuft, solange das abgeforderte Drehmoment nicht so groß wird, dass sie außer Tritt fällt. In dem Fall wird die Drehzahl wieder geringer und der Asynchron-Anteil kommt wieder zum tragen.

Beide Anteile lassen sich bei identischer Statorwicklung im Rotor realisieren.

So. Jetzt ist es aber genug.

(*) Auch gebräuchlich ist der Universalmotor mit Reihenschluss und Kohlebürsten (wie bei vielen Fernschreibern, aber auch Handbohrmaschinen), der hat aber eine starke Drehzahlabhängigkeit von der Belastung und braucht eine Drehzahl-Regelung (bei alten Fernschreibern mechanisch per bangbang Fliehkraftregler, die Drehzahlkonstanz wird dabei durch hohe Schaltfrequenz (= kleines Toleranzband) zusammen mit der Massenträgheit begünstigt)

Ok, ich habe nicht alles verstanden, aber so im Groben.
Vielen Dank für die Erklärung.

Und nein, Wikipedia erklärt das nicht besser. Da habe ich auch nicht mehr verstanden. Das liegt aber einfach am fehlenden Grundlagenwissen.