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elweb Technik
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106e, astromeier, thegray, mani9876, Stefan B., Peter Dambier

Tips gesucht: Austausch des Motors vom Motorkühlgebläse

Startbeitrag von astromeier am 18.06.2015 20:26

Hallo allerseits!
Der Motor des Kühlgebläses vom Antriebsmotor eines Citroen Saxo /Peugeot 106 verschleisst stark. Fällt er aus, kann es zu einem Schaden am Antriebsmotor kommen. Meine Idee war, diesen 120W Gebläsekollektormotor gegen einen verschleissarmen Typ zu tauschen. Google und eBay zeigten nur wenig brauchbares, also versuchte ich es mit einem Brushless-Motor aus dem Modellbau. Zusammen mit Regler kostet so ein 240W-Motörchen unter 40 Euro.
Was ich bisher gemacht habe, findet Ihr in meiner Bilddokumentation.

Leider ist aber der Motor durch die PWM sehr laut, wie im Video in der Doku zu hören ist. Der Originale ist schon recht leise....

Habt Ihr vielleicht noch einen Tip, wie ich das Projekt mit besserem Ergebnis abschliessen könnte?

Mit dem Brushless hat das Gebläse so richtig Power - das würde jedes Kohlekörnchen aus dem Motor fegen......

Antworten:

Leider kann ich wegen, Einschränkungen auf meiner Seite das Video nicht richtig ansehen (altes NB nach Diebstahl).

Aber - es gibt nur zwei Möglichkeiten weshalb - Lärm ist.
A: durch höhere Leistung und Drehzahl (Strömung und Turbolenzen)
B: das von dir verwendete Teil ist sehr wahrscheinlich "Blockkumutierend" sprich der Motor wird mit reinen Rechteck-Versorgt das bedingt dann "Oberwellen"...... letzt endlich Vibrationen und das große Rad und später das Gehäuse wirken dann als schöner Resonanzraum....

Da gebe es zwei Möglichkeiten - Timingparameter anpassen (sofern die Firmware solche eingriffe zuläßt) aber da solltest du dich mit deinem Problem an die wenden die da Erfahrung haben beim Experimentieren um Zeit und Nerven zu sparen haben. Die andere einen Controller mit Sinus....dürfte aber kaum bezahlbar sein für den Anwendungsfall obwohl ist ja nur 12Volt und 120Watt also nicht so anspruchsvoll.

von thegray - am 19.06.2015 21:28
Hallo Thomas,

ich bin auch der Meinung, dass dein Hochfrequentes summen durch die Blockkommutierung bestimmt ist. Der typische Modellbau Brushless Motor sound eben ;).

Also wenn du die Möglichkeit hast, gibt es im Netz einige Controller für Sinuskommutierung zum selbst bauen. Damit dürfte das ganze preislich im Rahmen bleiben, und sollte nachher weniger Geräusche machen.

Lg
Manuel

von mani9876 - am 20.06.2015 07:23
Hallo und vielen Dank für Eure Antworten!
Danke für Eure Hinweise auf die Sinus-Kontroller!
Hab schon angefangen zu googlen:
Artikel in Microcontroller.de

Leider gibt es diese wohl die Firma Flyware nicht mehr, deren Sinus 14 hätte gepasst....

von astromeier - am 20.06.2015 19:31
Die Modellbau Teile sind ja extrem Preissenitiv entwickelt und auch für höhere Spannungen - als du sie brauchst da würden die schnell zu Chipgräbern. Bei unter 20Volt wird die Auswahl an niedigstohmigen Fet´s noch besser um nicht zu sagen Wahnwitzig letzten habe ich was von 0,002 RsonDurchgangswiderstand gelesen. Da ist dann das was bei Sinus an Takt gebraucht wird einfacher umzusetzten - für die Modellbauleistungesklasse (die gehen ja mittlerweile auch über 30Volt )wird das zu teuer zu schwer zu fet(t)

Was Sinus betrifft
Dafür haben die Chinesen nun einen 3ph.-Singelshipper für ihre massenhaft abgesetzten Solarwechselrichter. Das auch als Bord verkauft wird - du brauchst nur noch als SOLL - die PWM und Richtung am Ausgang nur noch Leistungsstufe und fertig ist dein WR ähm Sinus-Motorkontroller.

Habe da jetzt nicht zu verlinken weil selber erst vor kurzem drüber gestolpert und derzeit als Gast auf PC´s arbeite - Geht zwar schon etwas ins eingemachte zu suchen aber das sollte eine DIY-Macher nicht abhalten.

Außerdem gibt es da noch ein paar findige Assemblierer in der µC Szense die u.a. den Fast-PWM Mode der Atmels kennen und auch aus so einem 8bittigen 16Mhz Teil erstaunliches rauszaubern wenn es um Motor ;PWM; Sinus und sogar 3ph geht.

von thegray - am 21.06.2015 11:35
Ich hoffe ich liege mit meiner Idee nicht ganz daneben.

Dunstabzugshaube in der Küche. Der Motor, 110 Watt bei 240 Volt ist ein schräger Vogel. Die Lautstärkeregelung ist noch seltsamer. Es ist ein Zwei-Phasen-Motor mit Krücke ,eine Kurzschlusswindung, 30 Grad neben die beiden Hauptwicklungen.

Ohne Bremse messe ich 120 Watt Leerlauf, 110 Watt (steht auf dem Typenschild) mit Aktivkohlefilter und weniger als 100 Watt, wenn ein Schlauch (10 cm Durchmesser) dran ist.

Die Laustärkeregelung sind zwei Anzapfungen der Hauptwicklung, wird über den Lautstärkeregler geschaltet.

Den Motor durch einen Inverter steuern scheint zu gehen. Da ist nichts drin, kein Kondensator, keine Elektronik. Ich plane das Teil als Herz für mein i-MiEV Remote Dashboard, ein Wohnzimmermöbel mit eingebauten PCs.

Keine Bürsten, das Ding ist für Dauerlauf geeignet. Auch wenn es Zweiphasen heist, da reicht ein Ausgang vom Inverter, keine Zwei, keine Drei. Der Motor hüpft bei mir wenn ich mit einer 50 Volt Batterie dran zappele. Bei niedriger Drehzahl reichen also weniger als 240 Volt.

Liebe Grüsse von
Peter und Karin

von Peter Dambier - am 22.06.2015 07:20
@thegray:
Hab einen günstigen Sinus-Controller gefunden, bestellt und werde ihn bald testen...

@Peter:
Du liegst ganz und gar nicht daneben!!!
Mein Favorit war ein Tischventilator mit 2 Stufen, einem schönen Kurzschlussläufer mit 6 mm Achse und dazu noch in unserem Haushalt!! Leider läuft der aber noch und als ihn schlachten wollte, waren gerade warme Nächte angesagt...
Der Familienrat hätte beinahe mich geschlachtet...

Aber Sperrmüllsammlungen gibt es immer wieder und einen kleinen 150W Wandler habe ich schon lange....

von astromeier - am 22.06.2015 19:29
Hallo allerseits, ich habe ebenfalls mal vor, den original Lüfter durch einen effizienteren, stufenlos regelbaren Radiallüfter zu ersetzen.
Vorteile sind klar auf der Hand: Motor kann bei Stop and Go Verkehr quasi aus bleiben, Temperaturregelung realisierbar, im Winter dann weniger Kühlleistung erforderlich als im Sommer. Leistungssteigerung, falls mal neue Batterien reinkommen sollten, dann kann der Antriebsmotor länger auf Überlast betrieben werden, etc.

Aller Anfang ist schwer. Ich habe nie vorgehabt, da selbst einen Brushless-Modelbaumotor ranzuflanschen, eben aus Akustikgründen und Kostengründen. War dann kurz im Netz auf der Suche nach Brushless Radiallüftern, ohne Erfolg. Hab mich dann auf die Suche bei Autoverwertern gegeben, mit Erfolg. Den erstbesten Brushlesslüfter habe ich mir um 30 Euro dann gekauft.

Nachteile dieses Ansatzes:
-Es muss ein passendes Gehäuse gefunden und angepasst werden, wsl wirds eh ein Peugeot 106 Innenlüfter der dann zerlegt wird oder ein Ersatzlüfter für die Motorkühlung ( Hat jemand zufällig einen defekten Lüfter mit Gehäuse rumliegen? :) PN...
- Die Regelung habe ich noch nicht heraus, aber bei mir steht das Projekt eher weiter unten wo, dürfte eine PWM Regelung sein.

Die Daten mit Bildern:
Den Lüfter findet man unter der Nummer 1s7h-18456-ad

Verbaut zB. im Jaguar X-Type BJ03, Ford Mondeo Mk3 ( der mit Klimaautomatik )
Ein paar Links dazu:

[www.ebay.com]

[www.mondeomk3.de]

Ja, laufen tut er, es genüg eine 12V Versorgung, dann lüft der Lüfter nach ca. 2 Sekunden an. Sehr leise. Wenn wer andere Brushlesslüfter von Fahrzeugen weiß, dann hat man vll mehr Alternativen. Ich kann auch nicht fix sagen, ob die unten gemessenen Werte schon bei Maximaler Drehzahl sind, an der Signalleitung habe ich 4 Volt mit einem normalen Multi gemessen, wenn das PWM ist dann kann ich mir vorstellen das da noch ein wenig mehr möglich ist...

Lüfter dreht

Vermessen habe ich das Lüfterrad, Vergleich zum originalen

Durchmesser BL Lüfterrad

Durchmesser original Lüfterrad

Höhe BL Lüfterrad

Höhe original Lüfterrad

Breite Anschluss zur Luftführung

Gewichtsmäßig kommt das BL Lüfterrad + Controller auf rund 1,6 kg im Vergleich zu rund 1 kg für das originale Lüfterrad + Motor.

Leistungsaufnahme:

Bei ausgeschalteter Zündung ( Versorgung mit 4 x Headway 10Ah )
Leistungsaufnahme 1
Bei eingeschalteter Zündung
Leistungsaufnahme 2

Lüfter also ca. 110 Watt, wobei ungewiss ist ob das schon Volllast ist, ich bezweifle das ein wenig, so groß wie der Motor ist.

Vergleich Leistungsaufnahme original Motorlüfter, bei eingeschalteter Zündung:

Vollgas (Stufe 3)
Rund 120 Watt, wenn über original Stecker versorgt

Stufe 2 (ist beim Motorlüfter nicht angeschlossen)
Rund 70 Watt

Stufe 1 (Standardstufe sobald Zündung an)
Rund 40 Watt

Pinbelegung BL Lüfter

Die beiden oberen sind Signal, bei drehenden Lüfter ca. 4 Volt
Die beiden dicken unten sind Versorgung, unter dem roten Signal ist die 12V Leitung, daneben Masse.


MfG

Markus

von 106e - am 23.06.2015 17:11
Hey Markus!
Du hast gefunden, was ich gesucht habe!
Vielen Dank für deinen Bericht!
Es würde mich freuen, wenn du einen Bilderbericht ins Wiki stellst, wenn du fertig bist!

Einen Hinweis noch:
Der Lüfter soll auch den Kohleabrieb aus dem Antriebsmotor blasen.
Geh also nicht zu großzügig mit dem Ausschalten um, sondern lass den Lüfter lieber bei niedriger Stufe weiter laufen...

Du hast ja schon viel umgerüstet und erweitert. Wenn du möchtest, kannst du deine Arbeiten und Erkenntnisse gerne auch ins Wiki stellen. Wäre schön!

von astromeier - am 23.06.2015 18:21
Hallo Thomas,

ja wenns den mal fertig ist dann werde ich das ins Wiki stellen. Es wäre halt eine Lösung super, die ohne viel Umtun auch für andere geeignet ist, mal schauen, wie weit das gelingt.

Das mit dem Kohlestaub stimmt, jedoch ist mein Motor bzw. Kollektor sehr gut in Schuss, hab letztens vorsichtshalber Kohlen gekauft und dann nachgeschaut, mittlerweile rund 30 tkm auf die Kohlen und die stehen noch richtig weit heraus. Mal schauen wenn der Lüfter sich regeln lässt wie weit ich den runterregeln kann das noch ein guter Luftdurchsatz vorhanden ist und wie hoch dann die aufgenommene Leistung ist.

Gruß

Markus

von 106e - am 23.06.2015 19:07
Zitat
Mal schauen wenn der Lüfter sich regeln lässt wie weit ich den runterregeln kann das

Ich würde in dieses Test dann auch die Temp-Sensoren des Motors mit einbeziehen bei den Motoren in den Renault ist der eine am Kollektor und der andere irgendwo im Motor in der Nähe der Wicklungen beide in Reihe geschaltet bei ca. 25 Grad haben die zusammen ca. 200Ohm.

Also zwei Stromdiebe und eine Doppelader zum A-Brett und einfaches DMM dran.

von thegray - am 24.06.2015 11:49
Ich würd nix dran rumfummeln. Das spart keine Energie. Die haben sich schon was dabei gedacht, Kohlenstaub raus, zudem Kollektorkühlung. Was den Verschleiß des Motors angeht, ist eine Überholung wesentlich einfacher als eine Umrüstung.
P.S. Der Lüfter sorgt zudem auch für eine trockene Athmosphäre da unten bei den Kohlen. Also nix abschalten, sonst hast du ruck zuck die gelbe Blitzlampe an.
Wieso verschleißt bei dir der Lüftermotor so schnell?
Stefan

von Stefan B. - am 24.06.2015 20:26
Hi Stefan!
Verschleissen tut er nicht schnell, aber sterben.
Meiner ist von 2003, hat 76000km runter und surrt schön leise.
Aber wie lange noch? Wenn die Kohlen des kleinen Motors runter sind stirbt er schnell und leise.
Meine erste Idee war, dass ein Brushless wesentlich verschleissärmer ist (wie z.B. in der Wasserpumpe von Laing) und eine dauerhafte Lösung wäre.
Aber nicht zu jedem Preis und der Umbau sollte ohne Spezialteile von einigermaßen versierten Bastlern nachvollziehbar sein.
Mittlerweile sehe ich das etwas anders...
Vielleicht realisiere ich nur meine zweite Idee:
Drehzahlüberwachung des vorhandenen Lüfters, die bei zu langsamer Rotation Alarm gibt und so Gefahr für den Antriebsmotor meldet.

Schaunmermal....

von astromeier - am 29.06.2015 16:43
Hallo Thomas, ich hab auch gerade ein Problem mit dem Brushless Lüfter den ich mir besorgt habe. Er will sich einfach nicht regeln lassen. Es scheint so, also ob an den beiden Signalleitungen eine Art Drehzahlsignal ausgegeben wird. Ich habe dazu ein paar Bilder gemacht. Zum zerlegen ist er relativ einfach, danach ist aber alles gut vergossen, also keine Chance da reinzuschaun was da am Signal dranhängt.

Lüfter ohne Abdeckung

Ich habe schon folgendes Probiert: Analogsignal, PWM von 100 kHz bis 100 Hz, Funktionsgenerator Rechteck mit unterschiedlichem "Duty" Cycle, DC-Offset... So ein PWM was dann einen Sinus macht habe ich noch nicht probiert, werde aber einmal mit einem Sinussignal reinfahren.

UPDATE während Bilderupload: Er regelt ganz grob... fein, dann schau i mal was des Ding will! :)

Ab 17,2 Volt regelt sich der Lüfter runter, unter 16,8 Volt dreht er wieder normal.

Leistungsaufnahme bei rund 16,5 Volt

Leistungsaufnahme bei reduzierter Drehzahl ab 17,2 Volt

Also bei der reduzierten Leistung würd ich grob sagen, dass das dem original Lüfter auf Stufe 1 entspricht, bei aber nur 23 Watt...

Überlagertes Signal

Aufbau



Was soll ich noch probieren? Kann ja net so schwer sein den zu regeln... Die einfacher Lösung wäre natürlich, wenn wer einen Ford Mondeo BJ 2003-2008 mit Klimaautomatik hätte, dann da mit einem Oszi dranhängen.

Kann es sein das die 2 Signalleitungen 2 unterschiedliche Sachen machen? Der eine eventuell Drehzahlsignal, der andere Regelung von der Klimakontrol? Oder hat das Signal eine eigene Groundleitung falls es bei der Ground-Lastleitung zu einer Verschiebung kommt, dass dann das Signal nicht gestört wird?

Gruß

Markus

von 106e - am 01.07.2015 13:31
Okay, natürlich zu früh gefreut. hmm, ich schaffs bei richtiger Wahl bei Waveform Square von DC-Offset und Frequenz das der Lüfter Hochdreht, dann kurz für gut eine Sekunde runterdreht und dann wieder rauf. Also das passende Signal habe ich also noch nicht gefunden. Bin gerade draufgekommen, dass ein Mitarbeiter einen Ford Mondeo mit dem passenden Baujahr haben sollte, der is gerade auf Urlaub, aber wenn er zurück ist werde ich ihn fragen ob ich ich da schnell ranhängen darf :)

Gruß

Markus

von 106e - am 01.07.2015 14:46
Ich habe jetzt das notwendige Signal mit einem Oszilloskop rausgemessen. Ein paar Bilder zur Messung, wobei ich im Zeitstress war und daher nur ein paar Schnappschüsse gemacht habe.

Mittelkonsole Ford Mondeo vFL

Seriennummer Klimakontroller

Oszilloskop

Lüfter bei Minimaldrehzahl

Lüfter bei Maximaldrehzahl

Ich habe auf 2 Kanälen gemessen, beide auf die Fahrzeugmasse bezogen.

Kanal 1 ist der PIN 1 auf dem großen schwarzen Stecker an der Klimacontrol, das ist somit der Lüfterpin, welcher neben der 12 V Versorgung ist.

Kanal 2 ist der PIN 3 auf dem großen schwarzen Stecker an der Klimacontrol, das ist dann der Signalpin welcher neben dem Massepin am Lüfter ist.

Das Signal am Kanal 1 ist ein 5 V 50 % PWM Signal, welches von ca. 50 Hertz auf 180 Hertz steigt, je nach Lüfterdrehzahl

Das Signal am Kanal 2 hat ein 3,3 Volt Potenzial.

Ich habe einen Versuchsaufbau mit einem Funktionsgenerator gemacht, jedoch ließ sich der Lüfter nicht regeln. Ich schätze das liegt an der galvanischen Trennung von Funktionsgenerator und Versorgung. Wenn ich mal Zeit habe werde ich eine PWM Platine anschließen, welche von den 12 V gespeist wird und ein 5 V 50% PWM Signal generiert.

Gruß

Markus

von 106e - am 23.07.2015 13:23
Zitat
Ich schätze das liegt an der galvanischen Trennung von Funktionsgenerator und Versorgung. Wenn ich



Naa dann läge doch nahe die MAsse zusammen zu legen!

von thegray - am 23.07.2015 19:08
Habe ich, nur aus einen mir noch nicht erklärlichen Grund funktioniert die Regelung nicht. Hab mich echt gefreud wie ich das Signal am Oszi ablesen hab können, und bin davon ausgegangen, dass es funktionieren wird.Na jedenfalls kanns nicht mehr viel sein, damit der Lüfter regelt.

von 106e - am 25.07.2015 01:16
Hallo Markus,


bist du dir sicher, dass das PWM Signal ein Eingangssignal des Lüfters ist, und es nicht die Drehzahlrückführung ist?

Lg

von mani9876 - am 25.07.2015 06:50
Hallo, nein bin ich mir nicht. Ich habe bei meinen anfänglichen Versuchen auf der "PWM Leitung" ein überlagertes Signal beobachtet, das hat nach einem Drehzahlausgangssignal ausgeschaut, aber eben nur Masse bis ca. 0,7 Volt. Proportional zur Drehzahl. Wo ist dann die Stellgröße für den Lüfter? Vll sollte ich mich mal erkundigen, wie das bei PC Lüftern funktioniert.

Ich habe da wirklich wenig Plan, also wenn du einen Vorschlag hast was für Aufbaub benötigt wird, ich würde es gerne testen.

Gruß

Markus

von 106e - am 25.07.2015 11:17
Hallo Markus,

hier ist das sehr gut erklärt:

[www.elektronik-kompendium.de]

Beim "normalen" 3-pinnigen PC-Lüfter, erfolgt die Regelung der Drehzahl über dessen Versorgungsspannung ( bzw. PWM Regelung der Versorgungsspannung )

beim 4-pinnigen, gibt es einen extra eingang zur Regelung ( auch hier mit PWM )

Lg
Manuel

von mani9876 - am 25.07.2015 13:22
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