Elektra Beckum Mig/Mag 130/20T - Elektronikproblem

[Andibogen]

Hallo Leute!
ich benötige Hilfe bei einem Elektronikproblem

Fehlerbeschreibung: der Drahtvorschub ist nicht richtig regelbar. - Wenn das Poti auf kleineren Vorschüben steht läuft der Draht viel zu langsam. Ab ca. Mittelstellung rennt der Draht so schnell raus das ich damit eine Seilbahn betreiben könnte. Noch mehr hochgedreht mach ich einem Flugzeugträgerkatapult Konkurrenz.
Leider ist das nicht alles: wenn der Motor anläuft dreht er sich zuerst einen Sekundenbruchteil schneller als danach.
Beim loslassen des Brennerschalters ist es andersherum, dann läuft er viel zu lang nach.

Ich habe alle Bauteile wie Motor, Trafo, Gleichrichter und Kondensatoren geprüft - alles i.O.
Die Platine habe ich auch unter die Lupe genommen und alle Bauteile ausgelötet, gemessen und auch zum Teil ersetzt (wenns schon mal raus ist... die meisten Sachen sind ja mit einigen Cent recht billig).

Das Gerät habe ich gebraucht gekauft und viel zu spät bemerkt das es nicht rundläuft. -Möglicherweise sind auf der Platine falsche Bauteile eingelötet und ich bekomme es deshalb nicht zum laufen.

Einen Schaltplan oder eine Bestückungsliste der Platine ist leider auch bei Metabo nicht zu bekommen (habe es mehrmals versucht). Leider verstehe ich die Funktion der Schaltung auch nicht wirklich. Auf der Platine ist ein IC (NE 555), einige Dioden, mehrere Kondensatoren und ein Transistor TIP142 (Darlington) verbaut.

Jetzt meine Fragen an euch:
a. Kennt irgendwer diese Fehlfunktionen?
b. Hat jemand einen Schaltplan der Platine ? Möglicherweise ist die baugleich mit anderen Elektra B.'s
c. Kann mir ein anderer 130/20T Besitzer ein Foto der Platine machen oder die Bauteile auflisten?
d. Wer weiss wie der Motor, bzw. der Transistor dafür, angesteuert wird? Sorgt der NE 555 für ein Pulsweitensignal um die Drehzahl zu regulieren?

So Drumherum:
Ich habe seit 2 Wochen allabendlich ohne Ergebnis an dem Gerät gelötet, nachgemessen, geprüft und gefummelt.
Etwas positives hat diese erfolglose und frustrierende Fehlersuche an dem Gerät jedenfalls auch:
a. ich weiss jetzt das es eine kleine Platine mit wenigen Bauteilen durchaus "in sich" haben kann.
b. nach mehreren Flaschen Bockbier sollte man z.B. fernsehen oder sonstwas nettes machen.
c. sollte ich nochmal ein Schweissgerät in mein Wohnzimmer wuchten werde ich niemals wieder zu meiner Freundin sagen: "ich mach dat Ding ma eben ganz" - is echt peinlich!

So - Danke schonmal !

 

[henniee]

Servus,

messe mal die Spannung am Motor und tausche evtl. mal die Kondensatoren.
Von fehlenden/ getauschten Bauteilen würde ich erstmal nicht ausgehen.
Welche Messmittel stehen Dir zur Verfügung?
Was hast Du bis dato da gelötet?

PS: zu c): Das ist erst dann peinlich, wenn es direkt mit dem Wohnzimmer zu tun hat und dann 2 Jahre braucht

 

[Thomas18TE]

Das der Draht am Anfang zu schnell ist liegt an der hohen Leerlaufspannung und das er am Schluss nicht sofort stehen bleibt liegt an der Massenträgheit des Motors.

Der Motor sollte also mit einem Stromregler gesteuert werden und beim Abschalten müssen die beiden Motoranschlußleitungen kurzgeschlossen werden, dann bremst der Motor sofort ab.

Ich könnte mir jetzt vorstellen das an einem Poti der Stromregelung gedreht wurde und der Stromanstieg nicht schnell genug begrenzt wird und das etwas mit dem kurzschließen des Motors nicht mehr richtig funktioniert evtl. Kurzschlusswiderstand defekt oder das zuständige Relais.

 

[H.-A. Losch]

Wie wäre mit der Bedienungsanleitung. Die gibt es auf der Metabo-Website zum Download.

 

[MSG]

Aloha,

Hallo Leute!
ich benötige Hilfe bei einem Elektronikproblem

Fehlerbeschreibung: der Drahtvorschub ist nicht richtig regelbar. - Wenn das Poti auf kleineren Vorschüben steht läuft der Draht viel zu langsam. Ab ca. Mittelstellung rennt der Draht so schnell raus das ich damit eine Seilbahn betreiben könnte. ....Leider verstehe ich die Funktion der Schaltung auch nicht wirklich. Auf der Platine ist ein IC (NE 555), einige Dioden, mehrere Kondensatoren und ein Transistor TIP142 (Darlington) verbaut.

Ich hab zwar seit bestimmt 20 Jahren nichts elektronisches mehr gebastelt... aber:

Der NE555 ist meineswissens ein Timerbaustein. Ich denke, daß damit - in verbindung mit dem TIP142 - eine Pulsbreitensteuerung gebaut ist. Mit der wird dann die Geschwindigkeit des Motors geregelt.

Für den Fehler "Motorgeschwindigkeit kann nicht sauber geregelt werden" würde ich als erstes mal das Potentiometer checken. Potentiometer gibts mit linearem und logarithmischem Widerstandsverlauf. Ersteres macht bei deiner Motorsteuerung Sinn, letzteres eher bei Lautstärkereglern.
Also würde ich mal Das Poti anschauen, normalerweise steht der Widerstandswert drauf, meist auch obs linear oder logarithmisch ist. Wie gesagt, hier würde auf jeden Fall ein lineares Sinn machen - vielleicht hat das mal einer durch ein logarithmisches ersetzt - dann hast du nämlich genau das Problem daß sich erst gar nichts tut und dann der Motor sich dreht wie Schmidts Katze....

Klemm mal ein Ohmmeter zwischen die beiden äußeren Anschlüsse des Potis. Da sollte sich der Widrestand nicht ändern, wenn du drehst. Das was du jetzt misst ist der Gesamtwiderstand des Potis, z.B. 10kOhm.

Als nächstes klemmst du das Ohmmeter zwischen ein Ende des Potis und den Abgriff (meist der mittlere Anschluß). Prüfe jetzt, ob das Poti bei ner 1/4 Umdrehung ca. auch 1/4 des Gesamtwiderstandes hat, bei halber Drehung 1/2 Gesamtwiderstand und bei 3/4 ..Drehung 3/4 des Gesamtwiderstand hat.... und lass uns am Ergebnis teilhaben

 

[Bastel-Ralle]

Eine Möglichkeit ist du nimmst den Schaltplan auf und stellst die Skizze ein.
Mit Hilfe eines solchen Schaltplans kann ich mehr dazu sagen. Tendenziell neige ich auch zu einem defekten Poti.

 

[Andibogen]

Hallo zusammen! - Und erstmal besten Dank für eure Antworten!

Hallo henniee,
Die Motorspannung habe ich gemessen.
Als Messgerät habe ich ein Multimeter der unteren Mittelklasse.
Wegen dem Löten: Ich habe die Bauteile zum prüfen herausgelötet - ohne auslöten kann man meist nicht Prüfen.

Hallo Thomas18TE,
Auf der Platine ist leider kein verstellbarer Poti. Die (wenigen) anderen Bauteile sind alle i.O.
Masseträgheit: Ich habe mit dem Katapult und der Seilbahn echt nicht übertrieben.
Schweissen ist so echt unmöglich.

Hallo H.-A. Losch,
In der Bedienungsanleitung ist leider kein Stromlaufplan oder eine Bestückungsliste.

Hallo MSG,
mit der Pulsbreitensteuerung hast du meine vermutung bestätigt. Ich habe nochmal recherchiert (neudt. gegoogelt).
Der NE555 kann also ein PWM-Signal erzeugen! Ein Bild der Schaltung ist auch dabei. Sieht leider anders aus wie bei meiner Platine.
Das Poti check ich nochmal!

Danke an alle! ich denke jetzt zu wissen wie das Platinchen funktioniert! Ich formulier das mal so lala zusammen.
------Korrigiert mich bitte wenn ich da falsch gewickelt bin--------

die Spannungen am Motor sind zwischen 18 und 35 Volt - je nach Schweisstufe.
Die Platine wird vom Gleichrichter mit Strom versorgt. Je nach Schweisstrom habe ich damit also eine höhere (Basis)-Motordrehzahl um der höheren Abschmelzleistung gerecht zu werden. (Sonst müsste man das Poti je nach Schweisstrom seeeehr viel verstellen um einen vernünftigen Lichtbogen zu haben. - Also z.B. bei Stufe 1 (25 A) Poti im unterstem Einstellbereich und bei Stufe 4 (120 A) Poti im obersten Bereich, um dann man nochmals die richtige feineinstellung finden zu müssen)

Ich denke daß diese Schweisstromkopplung mit der Drahtvorschubmotordrehzahl bei allen Schweissgeräten vorhanden ist.
Bei meinem Schweisskistchen wird beim verstellen des Poti´s leider nicht die Spannung angehoben. Das wird wohl irgendwie über eine Frequenz laufen. Pulsweite (Danke MSG) hört sich gut an weils mit dem Ne555 gemacht werden kann und ich beim verstellen des Potis auch verschiede Frequenzen messen kann. Bei Draht ganz langsam sind es 1,4 kHz und schnell 0,6 kHz. (scheisse!! - muß es sowas geben?)

Ganz grob kann man also sagen: der Gleichrichter gibt seine Spannung je nach Stufe vor und die Platine schaufelt dann eine Frequenz drauf oder unterbricht häppchenweise den Gleichstrom?

So weit- so gut. Leider hilft mir das bei meinem Platinchen nicht weiter. Alle Bauteile des Schweissgerätes und der Platine sind i.O.
so- nochmals Danke! Andi

PS: Ich werde morgen mal ein Bild der Platine hochladen.

 

[MSG]

Bei meinem Schweisskistchen wird beim verstellen des Poti´s leider nicht die Spannung angehoben. Das wird wohl irgendwie über eine Frequenz laufen. Pulsweite (Danke MSG) hört sich gut an weils mit dem Ne555 gemacht werden kann und ich beim verstellen des Potis auch verschiede Frequenzen messen kann. Bei Draht ganz langsam sind es 1,4 kHz und schnell 0,6 kHz. (scheisse!! - muß es sowas geben?)

Hi, ich würde mal tippen daß je nach Schweißstufe die Spannung, die an den Motor geliefert wird, unterschiedlich ist. Wie du schon sagtest soll ja bei höher Schweißspannung auch der Draht schneller rausflutschen, ohne daß man groß am Poti drehen muss.

Die Frequenz am Motor sollte allerdings immer gleich sein. Vielleicht war dein Frequenzmeßgerät da suboptimal, mit einem professionellen Meßgerät sollte die Frequenz einigermaßen konstant sein.

Im Prinzip ist eine Pulsbreitenmodulation relativ einfach. Die Spannung wird mit einer festen Frequenz mal eingeschaltet, mal ausgeschaltet.

Geregelt wird das Verhältnis zwischen ein- und ausschalten.
Z.B. wenn deine Skala am Poti von 0 bis 10 geht sollte bei Stufe:
0: 0% ein, 100% aus (=aus)
2 : 20% ein, 80% aus
5 : 50% ein, 50% aus
6: 60% ein, 40%aus
10: 100% ein, 0% aus (=Maximaldrehzahl bei angelegter Spannung)

Mein tipp wäre immer noch als erstes zu checken ob das Poti ein lineares ist.

 

[Thomas18TE]

du hast mich nicht verstanden, die Leerlaufspannung, wenn der Vorschub beginnt der Draht aber das Werkstück noch nicht berührt hat, eigt meist um die 50V läßt den Motor sehr schnell anlaufen, mit Massenträgheit meinte ich wenn du die Brennerteste losläßt dreht sich der Motor und die Drahtspule noch einen Moment weiter.

Normalerweise solte der Strom geregelt werden, hierdurch kann man durch eine Strombegrenzung ein langsames anfahren erzwingen zum Motorabbremsen werden dann die beiden Motoranschlüße kurzgeschlossen wodurch der Motor schneller abbremst. Könnte es sein das hier ein Kabel im Zulauf des Motorsabgerutscht ist, da hier entweder ein Widerstand oder die Leitung selbst als solcher fungiert und der Spannungsabfall gemessen wird um auf den Strom zu schließen.

 

[Andibogen]

Hallo zusammmen!
ich hoffe zu diesem Text sind auch ein paar Bilder hochgeladen.

http://www.bilder-hochladen.net/files/a3dd-6-jpg.html
http://www.bilder-hochladen.net/files/a3dd-7-jpg.html
http://www.bilder-hochladen.net/files/a3dd-8-jpg.html

Bild 1 zeigt meine Platine von vorne - mit darübergelegter halbdurchsichtiger gespiegelter Platinenrückseite.
Darauf sieht man also die vorne aufgelöteten Bauteile und auch die Leiterbahnen der Rückseite. Der Bereich den ich mit weissem Strich abgegrenzt habe gehört nicht zur ansteuerung des Transistors. (Ein kleiner Trafo, ein Gleichrichter und ein Printrelais zum einschalten vom Magnetventil + Primärwicklung Schweisstrafo)

Bild 2 Den Bereich der Motorregelung habe ich mal aufgezeichnet. Die Drehzahlregelung des Motors wird, wie MSG schon schrieb, über eine Pulsweitenmodulation geregelt.

An dieser Stelle: hallo MSG, das hast du echt klasse erklärt! Mit wenigen Worten super verständlich vermittelt! Die "Frequenzen" die ich gemessen habe sind also wohl die Ein- Ausschaltzeiten der Pulsweitenregelung.

Bild 3 Einige Pwm - Schaltungen mit dem NE555 die ich im Internet gefunden habe. Leider alle ein wenig anders wie die auf meiner Platine.

Ich habe leider die letzten Tage sehr wenig Zeit gehabt. Das Poti habe ich aber überprüft. - Es ist leider ein lineares. Alle anderen Bauteile sind auch nochmal gemessen. Die Zenerdiode konnte ich nicht wirklich prüfen oder ersetzen. Sie scheint aber den NE555 richtig zu versorgen (12v). Den Transistor konnte ich auch nicht 100%ig als defekt ausklammern.
Augenscheinlich ist doch alles so wie es sein muß - oder?

Da ich ja dank MSG ( Mein Schaltungs Gott ) die Schaltung einigermaßen verstanden habe, konnte ich mit den Bauteilen etwas spielen. Leider ohne Erfolg. Anstelle des TIP142 Transistors habe ich einige andere Typen eingesetzt. Ein kleiner BD679 ist sofort abgeraucht (30 Cent), der 2N3055 lieferte gar kein Ergebnis. Ein IRF-530 Mosfet brachte zumindest eine Verbesserung: wenn der Motor anläuft ist die Vorschubrolle bei der ersten Umdrehung nicht mehr zu schnell. Beim aussetzen läufts vielleicht nicht mehr ganz so lang nach. Ist aber immer noch großer Mist und der Motor piept auch noch fürchterlich.
Beim schweissen haben die Fehler des Gerätes übrigens folgende Auswirkungen: Der Draht haut erstmal voll ins Schweissbad rein, während ich die Naht ziehe geht es so einigermaßen und beim loslassen des Brennerschalters läuft der Draht -ohne Strom- ins Bad und bleibt natürlich an der Schweissnaht hängen.

Was meint Ihr? Woran könnte es hapern?
Ist evtl. die Spannung die vom Gleichrichter kommt (18-35v) zu hoch?
Muß der Motor eigenlich so piepen?
-- Ich hoffe ja noch immer das der Vorbesitzer ein falsches Bauteil eingelötet hat (war leider nicht zu erkennen).

Gruß Andibogen

PS: wären alle Schweissgeräte so wie meins dann wären unsere Autos aus Holz.

 

[henniee]

wie war das mit C2?
Laut gedacht..
niedrige Kapazität, hohe Frequenz.... "Fiepen"...
Bei 100nF sollten da so um die 10Hz triggern.. da fiept nix!
Alternativ klemme mal LED mit Rv an Pin3 (ILED 10mA) und "schau" mal.
Ist es ein CMOS 555?

Andere Baustelle: Z-Diode ... als Übeltäter.

Mein Tipp: Kauf für die 2 Euro alle Bauteile neu, und schau weiter. Klingt doof, ist aber so... Spart Zeit.
Imo hat der Vorbesitzer da nichts gebastelt - wie kommst Du darauf?!
Der BD679 war kein sonderlich guter Ersatz - und "irgendwas" reinstecken macht wenig Sinn, besser wird dadurch im Zweifel nicht viel.
Wenn der ET Preis überschaubar ist, Bauteile tauschen, gut ist.
Macht nicht immer Sinn, aber hier imo auf jeden Fall.

PS: Geile Sache mit dem Foto1!

 

[Thomas18TE]

der Motor pfeift aufgrund der PWM eine andere Frequenz könnte hier helfen.

Das Problem des zu schnellen Drahtvorschubs am Beginn liegt wie gesagt an der höheren Leerlaufspannung, die in deiner Schaltung keine Berücksichtigung findet. Angenommen du hast eine PWM-Rate von 50%, dann bekommt der Motor immer die halbe Spannung ab. Im Leerlauf hast du 50V also 25V am Motor und wärend des Schweißen fallen die 50V auf etwa 20V ab und dein Motor bekommt 10V ab, wodurch er also langsamer läuft.

Deine Regelung muss es aber immer konstant halten damit der Motor nicht mal schneller und mal langsammer läuft, weil die Betriebsspannung schwankt. Hier findet aber keine Rückkopplung statt da dein NE555 immer mit 12V(dank 1kOhm und 12V Z-Diode) läuft und auch nicht weiß welche Spannung gerade am Motor anliegt.

Überprüfe ob es ein Relais oder Widerstand gibt welcher den Motor beim loslassen der Brennertaste kurzschließt denn so kann man den Motor schneller abbremsen. Ansonsten rüste einen Widerstand (1 Ohm 20 Watt) parallel zum Motor nach,dann hättest du schon mal ein Problem weniger.

 

[Thomas18TE]

vielleicht hilft hier ein Spannungsteiler weiter z.B. 1:4 Wodurch der NE555 bei 50V mit 12,5V läuft und bei 20V mit 5V was innerhalb seiner Spezifikationen wäre. Nur die Z-Diode müsste dann gegen einen Typen >12,5V - <16V ausgetauscht werden.

 

[henniee]

da würde ich eher gegen CMOS tauschen und die Z-Diode lassen wie sie ist. Wahrscheinlich auch so. An ein Problem von Vcc glaube ich nicht. Was sich jedoch recht einfach herausfinden lassen sollte.
Die Frequenz stellt C2 ein. U0>=50V wird es hier nicht geben, behaupte ich einfach mal.
So ganz "daneben" sind die Leute bei EB ja auch nicht gewesen.

 

[MSG]

Also ehrlich gesagt hab ich eine solche Ansteuerung des NE555 noch nie gesehen .... insesondere die Rolle der Diode zwischen Anschluß 3 des ICs und dem Poti ist mir etwas schleierhaft.

Problem Nachlauf: Eigentlich sollte der Motor über die parallelgeschaltete Diode kurzgeschlossen werden wenn er nachläuft (= als Generator arbeitet). Prüfe mal diese Diode oder wechsle sie gleich aus.

Problem beim Anlaufen kurz zu schnell: Das klingt danach, als ob die Regelungsfrequenz insgesamt zu niedrig ist. Allerdings hattest du ja schon geschrieben, daß du da zwischen 600 und 1300 Hz messen tust.... das sollte ja eigentlich reichen (auch wenn man geschickterweise das mit > 20kHz macht, dann fiept es nämlich nicht mehr....)
Vielleicht schwingt der AMV einfach nicht richtig an (warum auch immer)

Warum die Regelung insgesamt so bescheiden arbeitet .... gute Frage

Bei meinem Lorch funktioniert das eigentlich ziemlich zuverlässig. Ich könnte da ja mal reinschauen wie es da gelöst ist.... ich wollte da eh noch das Massekabel verlängern (und Steckbar machen *g*)

 

[Bastel-Ralle]

Ich könnte mir vorstellen dass die Versorgungsspannung des 555 beim Einschalten sich nicht schnell genug auf 12V stabilisiert, dadurch ist im Einschaltvorgang der Timer verstimmt, was dazu führen kann dass der Motor schneller läuft. Dies könnte die Ursache in dem Elko C3 haben, eventuell ist auch die Z-Diode nicht mehr ganz in Ordnung. Tausche die beiden Bauteile mal gegen neue aus. (Beim Elko unbeding einen neuen nehmen und keinen aus der Grabbelkiste, die altern recht schnell)

Nur für den Nachlauf beim Ausschalten habe ich keine richtige Idee, da ja eigentlich die Spannung komplett wegegschaltet wird und die Elektronik darauf keinen Einfluss haben kann, hier würde ich wie schon erwähnt auf die Diode parallel zum Motor tippen. Diese unbedingt aber gegen den Originaltypen tauschen.

 

[Thomas18TE]

wenn dan die beiden Motorenwicklungen miteinander verbindet dann bremst der Motor auf jedenfall schneller ab, das habe ich hier mit einem Modellbaumotor und einer Alu Schwungscheibe probiert, normalerweise läuft der fast eine Minute nach, wenn ich kurzschließe nach ein paar Sekunden.

Ob das mit einer Diode auch funktioniert bin ich mir nicht sicher. Da der Kurzschlußstrom geringer ausfällt.

 

[henniee]

Was macht denn der Bremswiderstand in der Impulspause?

Dass ich alle Kondensatoren als erstes getauscht hätte, hab ich ja zu Anfang schon geschrieben.
Was sagt denn die Freilaufdiode am Motor?

Wie gesagt, um die paar Bauteile kann man noch lange diskutieren... ich würde sie einfach tauschen

 

[Thomas.B]

Hallo,
ein wenig Input von mir...

Spontane Fehlervermutung: Stromversorgung des Timers
Greatzdioden, 100µF (C3), Z-Diode wenn möglich mit Oszilloskop prüfen, ob die Betriebsspannung des 555 stark einbricht, wenn der Transistor angesteuert wird.
Instinktiv hätte ich primär den Elko in Verdacht.

Das messen der (effektiven) PWM-Motorspannung ist mit einem normalem Multimeter nicht ohne weiteres möglich - vielleicht mit einem True RMS-DMM. Auch leistet ein Oszi gute Dienste. Zur Not kann man sich mit einer Hilfsschaltung behelfen, welche die Ausgangsspannung auf integriert.

Der Darlington-Transistor muß zur sonstigen Schaltung passen. Außer den beiden Transistoren sind meistens noch Basis-Emitter-Widerstände und eine Freilaufdiode integriert. War der TIP142 definitiv die Originalbestückung?

Einen npn-Leistungstransistor wie den 2N3055 kann man so nicht vernünftig ansteuern. Dafür ist der Basiswiderstand zu hochohmig - wenn es die Endstufe des 555er es schafft. Die ist allerdings recht kräftig, aber nur beim bipolaren - nicht bei der CMOS-Variante. Fehlt dann noch eine Basis-Emitter-Widerstand, damit die Sache auch schnell sperren kann.

Bei Verwendung eines MOSFET's muß der Basiswiderstand 670 Ohm (wahrs. 680 Ohm? unüblicher Wert) und der Kondensator C2 = 100nF angepaßt werden. Im Prinzip kann man das ganz brücken, wenn das der MOSFET bzgl. Ugs max zuläßt und die Betriebsspannung des 555er tatsächlich auf 12V stabilisiert ist.

Der Darlingtontransistor sollte getestet oder sicherheitshalber ersetzt werden. Manchmal zeigen sich die Probleme erst unter Last oder dynamischer Ansteuerung. Auch hier ist wieder selbst der primitivste Oszi - oder ein Meßadapter für den PC - DIE Wunderwaffe.

Ansonsten kamen schon gute Tips, die ich nicht wiederholen möchte. Davon ganz oben: Poti durchmessen.

Gruß
Thomas

 

[henniee]

Der TIP142 ist bei den EB Steuerungen üblich... das kann also (sehr) gut sein!