Jordfel som jag inte kan förstå?
Jag har ett “jordfel” som jag inte riktigt kan förstå. För en tid sedan köpte jag en begagnad bänksvarv (trä). Den startade och verkade fungera tills första gången jag använde den under last. Den var då inkopplad på jordat utomhusuttag och efter flera till- och frånslag så gick en 10A porslinssäkring och jordfelsbrytaren i huvudcentralen.
Jag flyttade svarven till garaget där den är ansluten till en byggcentral som i sin tur är ansluten med trefas till en undercentral. Både byggcentral och undercentral har separata säkringar (16A) och jordfelsbrytare. Här fungerade svarven som tidigare, ett antal till- och frånslag och sedan löste jordfelsbrytaren ut i byggcentralen.
Träsvarven är från 80-talet och i den sitter en enklare enfas induktionsmotor märkt 220V, 3A. Ur motorn kommer endast två ledare och en första mätning med multimeter visade inga fel. Ledarna går till en manöverpanel med på- och av-knappar på framsidan och en kontaktor med överbelastningsskydd (glaskapslar med bimetallbleck) på baksidan. Manöverpanelen visade heller inga fel efter en första mätning.
Jag misstänkte isolationsfel så jag plockade isär motorn för att komma åt både huvud- och start-lindningen. det sitter inga kondensatorer i denna motor, bara en centrifugalbrytare. Jag hittade inga missfärgningar eller tecken på överbelastning eller kortslutning. Allt såg bra ut förutom lite skräp som jag blåste ur med tryckluft.
Sen tog jag med motorn till jobbet för isolationsmätning. Jag använde två olika “Megger” och mätte vid 250, 500 och 1000V. Jag mätte båda lindningarna var för sig men hittade fortfarande inga fel. Jag rengjorde centrifugalbrytaren (som var lite sotig) och monterade ihop motorn igen. Nya mätningar och fortfarande inga tecken på isolationsfel.
Motorn startade utan problem (utan last) så jag monterade en ny motorskyddsbrytare (Rade Končar DMS 25 - 4) i stället för den gamla kontrollpanelen, bytte ut sladd och Schuko-kontakt när jag monterade ihop svarven. Allt verkade fungera perfekt men efter ett antal till- och frånslag så löste jordfelsbrytaren ut igen, denna gång i undercentralen (inte i byggcentralen).
Så nu till min fråga, vad kan det vara för fel? När jag mäter kan jag inte hitta något uppenbart jordfel och motorn startar för det mesta och går då utan jordfel. Men ibland löser jordfelsbrytaren ut och det har alltid varit vid tillslag.
Jag flyttade svarven till garaget där den är ansluten till en byggcentral som i sin tur är ansluten med trefas till en undercentral. Både byggcentral och undercentral har separata säkringar (16A) och jordfelsbrytare. Här fungerade svarven som tidigare, ett antal till- och frånslag och sedan löste jordfelsbrytaren ut i byggcentralen.
Träsvarven är från 80-talet och i den sitter en enklare enfas induktionsmotor märkt 220V, 3A. Ur motorn kommer endast två ledare och en första mätning med multimeter visade inga fel. Ledarna går till en manöverpanel med på- och av-knappar på framsidan och en kontaktor med överbelastningsskydd (glaskapslar med bimetallbleck) på baksidan. Manöverpanelen visade heller inga fel efter en första mätning.
Jag misstänkte isolationsfel så jag plockade isär motorn för att komma åt både huvud- och start-lindningen. det sitter inga kondensatorer i denna motor, bara en centrifugalbrytare. Jag hittade inga missfärgningar eller tecken på överbelastning eller kortslutning. Allt såg bra ut förutom lite skräp som jag blåste ur med tryckluft.
Sen tog jag med motorn till jobbet för isolationsmätning. Jag använde två olika “Megger” och mätte vid 250, 500 och 1000V. Jag mätte båda lindningarna var för sig men hittade fortfarande inga fel. Jag rengjorde centrifugalbrytaren (som var lite sotig) och monterade ihop motorn igen. Nya mätningar och fortfarande inga tecken på isolationsfel.
Motorn startade utan problem (utan last) så jag monterade en ny motorskyddsbrytare (Rade Končar DMS 25 - 4) i stället för den gamla kontrollpanelen, bytte ut sladd och Schuko-kontakt när jag monterade ihop svarven. Allt verkade fungera perfekt men efter ett antal till- och frånslag så löste jordfelsbrytaren ut igen, denna gång i undercentralen (inte i byggcentralen).
Så nu till min fråga, vad kan det vara för fel? När jag mäter kan jag inte hitta något uppenbart jordfel och motorn startar för det mesta och går då utan jordfel. Men ibland löser jordfelsbrytaren ut och det har alltid varit vid tillslag.
Det går att temporärt koppla en sladd direkt till motorn och sätta i ett vägguttag så att alla brytare och motorskydd är ute ur leken. Sedan provar du att använda den försiktigt eftersom flera skydd saknas. Löser jordfelsbrytaren ut då är det inte mycket att välja på. Det är motorn. Gör den inte det är problemet i någon av de andra prylarna.
Denna centrifugalbrytare. Har du bilder på den? Om det är den som strular på något vis kan det ju tänkas att det är först när motorn är uppe i varv som jordfelet uppstår. Det låter för övrigt som en underlig pryl att sätta på en motor. Speciellt en asynkronmotor.
Denna centrifugalbrytare. Har du bilder på den? Om det är den som strular på något vis kan det ju tänkas att det är först när motorn är uppe i varv som jordfelet uppstår. Det låter för övrigt som en underlig pryl att sätta på en motor. Speciellt en asynkronmotor.
Det har jag gjort, motorn fungerar då utan problem men jag har förmodligen inte startat och stoppat den tillräckligt många gånger för att ett eventuellt fel ska uppstå. Frågan är om det gör någon skillnad? Allt annat än motorn (och sladden från motorn till motorskyddet) är utbytt så felet är nog redan isolerat till motorn, eller?A Avemo skrev:
Jag kan ta en bild på centrifugalbrytaren men jag tror i så fall felet uppstår innan brytaren öppnar för de gånger jorfelsbrytaren löst ut så har motorn inte rört sig en millimeter. Det är då tvärtyst vid kraftpåslag och den enda indikationen på fel är att jordfelsbrytaren löst ut.A Avemo skrev:
Ps. Det är vanligt med bara centrifugalbrytare i enklare så kallade split fas induktionsmotorer (enfas, där syftet med denna omkopplare är att koppla bort hjälplindningen från huvudkretsen när motorn uppnår en hastighet upp till 75 till 80% av synkron hastighet, se bilden nedan).
Ditt problem är ganska säkert startströmmen. Om du har en 3 A asynkronmotor med 95% verkningsgrad så är din startström upp till runt 60 A. Högre verkningsgrad ger högre potentiell startström. Vad du uppnår vid ett specifikt tillfälle beror på fasläget vid tillslag och saker som förluster i matningarna.
Det faktum att du blåser en 10 A porslinssäkring tyder också på att din startström ligger i storleksordningen 50 A. Det är också naturligt att jordfelsbrytare löser ut (om den t.ex. är avsedd för max 25 A) eftersom dess magnetiska avkännare blir mättad och då inte längre fungerar som tänkt, just detta kan undvikas genom att byta till en jordfelsbrytare med högre märkström.
Du behöver alltså något som ett startmotstånd, en soft starter eller en varvtalsstyrning för bra funktion.
Att köra den på en massa förlängningssladdar kan helt eller delvis sätta kortslutningsskyddet ur spel.
Det faktum att du blåser en 10 A porslinssäkring tyder också på att din startström ligger i storleksordningen 50 A. Det är också naturligt att jordfelsbrytare löser ut (om den t.ex. är avsedd för max 25 A) eftersom dess magnetiska avkännare blir mättad och då inte längre fungerar som tänkt, just detta kan undvikas genom att byta till en jordfelsbrytare med högre märkström.
Du behöver alltså något som ett startmotstånd, en soft starter eller en varvtalsstyrning för bra funktion.
Att köra den på en massa förlängningssladdar kan helt eller delvis sätta kortslutningsskyddet ur spel.
Redigerat:
Tack Dan, mina tankar gick i samma banor men jag ville höra det från någon annan (på jobbet är vi mest "elektroniknissar").D dan_norstedt skrev:
Märkströmmen för jordfelsbrytaren i undercentralen är 25A och i byggcentralen 40A. De flesta andra maskiner i garaget är trefas så jag har inte behövt mer tidigare.D dan_norstedt skrev:
Varvtalsstyrning hade varit användbart men jag vet inte hur mycket pengar jag är beredd att lägga ut på en gammal svarv som jag köpt begagnad för 1000kr? Vad kostar en "soft starter" (eller kan man bygga en själv)? Några nackdelar med att öka märkströmmen för jordfelsbrytaren (jag gissar att startström på runt 60A är under en rätt begränsad tid, hur länge)? Även motorskyddet har sina begränsningar (48A och runt 10ms vid 20º)...D dan_norstedt skrev:
Tack, ska tänka på det (sladden är runt 3 meter för tillfället). Kan tilläggas att kabelarean för de sladdar som kommer ut ur motorn är max 1.5mm2 (och det gäller nog gummikabeln också)...D dan_norstedt skrev:
Om jag förstår det rätt har du lyckats lösa ut de tre olika jordfelsbrytarna vid olika tillfällen. Det pekar mot att de är ok åtminstone någon av dem oavsett. Att byta till högre märkström tjänar inget till du har ju testat med 40 A i byggcentralen. I så fall bättre att garanterat få tag på en stötströmstålig, korttidsfördröjd dessa tål bättre,den assymetriska ström som kan uppstå när man slår till induktiva laster av lite storlek särskilt med kraftig järnkärna (den sk "järntonen" spelar in där).E EmuMannen skrev:
Varvtalstyrning är knappast vettigt till enfasmotorn och knappast mjukstartare heller. Att testa med lång sladd som dämpare av startströmmen kan vara ett litet test. Men den lilla motorn ska normalt inte ha störande startströmmar om den är felfri.
Nu har du ju kollat den mot isolationsfel mot jord. Ett bättre steg efter det är om du kan mäta induktans på lindningarna så tex varvkortslutningar i hjälplindningen kan strykas. I kombination med lite bättre resistansmätningar ger det ofta bra svar på hur lindningars hälsa ligger till.
Ett annat enkelt test kan bara att du kopplar förbi centrifugalbrytaren och bara startar och låter den varva upp kortvarigt och ser hur det går med JFB.
Jag har funderat på det och jag är inte helt säker på att det var jordfelsbrytaren i byggcentralen som gick första gången i garaget. Jag kan komma ihåg fel och i så fall är det undercentralens jordfelsbrytare (25A) som löst ut båda gångerna (plus den i huvudcentralen som också är på 25A).GK100 skrev:
Låter vettigt men trist att behöva lägg ut mer pengar för att hantera en gammal svarv. I något läge är det bättre att lägga pengarna på en ny svarv i stället...
Bra att veta, det som oroar mig lite är - "den lilla motorn ska normalt inte ha störande startströmmar om den är felfri".
Ska se vad jag kan göra... Om jag mäter induktansen på lindningarna hur kan jag sedan utesluta varvkortslutningar i hjälplindningen?
Koppla förbi som i hjälplindningen permanent inkopplad?
Det finns ett liknande fenomen i en transformatorer där det tar tid att bygga upp magnetfältet, men det är ett snabbare fenomen, och inte riktigt samma sak som i en asynkronmotor där man normalt har en kortsluten järnkärna eftersom man behöver "låsa in" det magnetiska flödet i rotorn.
Men startstömmen beror huvudsakligen på att det inte finns någon mot-EMK vid start eftersom motorn står still. Mot-EMK är den spänning som motorn skulle ge som generator vid det varvtalet vid samma magnetisering av rotorn.. En ohyggligt förenklad modell är att eftersom man har 20x mer slip än normal belastning (100% istället för 5%) så får 20x elektrisk belastning. Dessa startströmmar är inbyggt i arbetssättet för asynkronmotorer, kvoten mellan nominell ström och startström är det inte särskilt mycket att göra åt utom att sänka verkningsgraden, och det finns gränser för hur mycket som är vettigt att sänka verkningsgraden. Strömmen minskar alltså rejält först när motorn är uppe i varv.
Enda nackdelen med högre märkström på jordfelsbrytaren är kostnad och storlek, speciellt eftersom du inte vill snåla på kvalitén på den. Själv skulle jag nog valt 40 A för ett hus eftersom prisskillnaden mot 25 A är liten, inte bara pga. motorer men även för att switchkraftar också ger strömspikar vid tillslag så det adderar och kan komma utanför arbetsområdet för jordfelsbrytarens magnetiska avkännare. Det är alltså inte energin i strömspiken (som för en säkring) utan att man uppnår magnetisk mättning i delar av avkännaren så att magnetfälten från ledarna inte längre kan balansera ut varandra.
Anmärkningen om förlängningssladdar syftade på att ett sätt att få ner kortslutningsströmmen är mycket förlängningssladd. Mer än 30 meter förlängningssladd kan börja ge sådana problem, men man behöver räkna på detaljerna.
Om man inte vet hur man konstruerar kraftelektronik så bör man nog köpa något färdigt. Finns färdiga att köpa, både soft-starters och varvtalsstyrningar men har inte koll på marknaden.
MacGyver-lösningen är att seriekoppla med en byggfläkt... Men tänk då på att du då inte har något kortslutningsskydd för själva svarven.
Men startstömmen beror huvudsakligen på att det inte finns någon mot-EMK vid start eftersom motorn står still. Mot-EMK är den spänning som motorn skulle ge som generator vid det varvtalet vid samma magnetisering av rotorn.. En ohyggligt förenklad modell är att eftersom man har 20x mer slip än normal belastning (100% istället för 5%) så får 20x elektrisk belastning. Dessa startströmmar är inbyggt i arbetssättet för asynkronmotorer, kvoten mellan nominell ström och startström är det inte särskilt mycket att göra åt utom att sänka verkningsgraden, och det finns gränser för hur mycket som är vettigt att sänka verkningsgraden. Strömmen minskar alltså rejält först när motorn är uppe i varv.
Enda nackdelen med högre märkström på jordfelsbrytaren är kostnad och storlek, speciellt eftersom du inte vill snåla på kvalitén på den. Själv skulle jag nog valt 40 A för ett hus eftersom prisskillnaden mot 25 A är liten, inte bara pga. motorer men även för att switchkraftar också ger strömspikar vid tillslag så det adderar och kan komma utanför arbetsområdet för jordfelsbrytarens magnetiska avkännare. Det är alltså inte energin i strömspiken (som för en säkring) utan att man uppnår magnetisk mättning i delar av avkännaren så att magnetfälten från ledarna inte längre kan balansera ut varandra.
Anmärkningen om förlängningssladdar syftade på att ett sätt att få ner kortslutningsströmmen är mycket förlängningssladd. Mer än 30 meter förlängningssladd kan börja ge sådana problem, men man behöver räkna på detaljerna.
Om man inte vet hur man konstruerar kraftelektronik så bör man nog köpa något färdigt. Finns färdiga att köpa, både soft-starters och varvtalsstyrningar men har inte koll på marknaden.
MacGyver-lösningen är att seriekoppla med en byggfläkt... Men tänk då på att du då inte har något kortslutningsskydd för själva svarven.
Du kan jämföra vad du får i både drift- och startlindningarna och sätt det i relation mot R i respektive också. I princip tar du fram Z för båda och ser hur komponenterna R och L verkar ligga till.E EmuMannen skrev:
Ja och bara korta starttest i det läget det är ofarligt och man märker om något är galet med brytaren. Har du möjlighet att mäta strömmen vid läge både brytaren i normalt och förbikopplat läge kan det säga lite också.E EmuMannen skrev:
Man får testa och utesluta på vägen som sagt ska inte den lilla motorn ställa till det så som du beskriver tex att 10 A propp löser ut oavsett fenomen med JFB.
Först och främst, tack för all hjälp , det här forumet är bäst!
För att sammanfatta, om det inte är något fel på motorn så är det sannolikt att startströmmen är så hög att den ibland (beroende på fasläget vid tillslag) löser ut en jordfelsbrytare med 25A märkström.
Att byta jordfelsbrytare i undercentralen kan vara en lösning. Då till en stötströmstålig, korttidsfördröjd och med 40A märkström. Enda nackdelen är att det kan kosta en slant för både material och elektriker. Det jag är orolig för är att det är något skit med själva motorn? I så fall vore det bättre att lägga pengarna på en ny svarv.
Allt för många i min bekantskapskrets (inklusive mig själv) älskar att konstruera elektronik (framförallt om det ska programmeras microkontrollers). Självklart får man vara riktigt försiktig med kraftelektronik men viss blir man lockad av den här typen av projekt: https://github.com/ArminJo/SoftStart
Tyvärr är även en soft start rätt meningslös om motorn är kass så jag får se hur jag gör. Något säger mig dock att grabbarna på jobbet kommer rösta för att konstruera en soft start. 😅
Men först borde jag börja med testerna som GK100 föreslog... 😀
För att sammanfatta, om det inte är något fel på motorn så är det sannolikt att startströmmen är så hög att den ibland (beroende på fasläget vid tillslag) löser ut en jordfelsbrytare med 25A märkström.
Att byta jordfelsbrytare i undercentralen kan vara en lösning. Då till en stötströmstålig, korttidsfördröjd och med 40A märkström. Enda nackdelen är att det kan kosta en slant för både material och elektriker. Det jag är orolig för är att det är något skit med själva motorn? I så fall vore det bättre att lägga pengarna på en ny svarv.
Allt för många i min bekantskapskrets (inklusive mig själv) älskar att konstruera elektronik (framförallt om det ska programmeras microkontrollers). Självklart får man vara riktigt försiktig med kraftelektronik men viss blir man lockad av den här typen av projekt: https://github.com/ArminJo/SoftStart
Tyvärr är även en soft start rätt meningslös om motorn är kass så jag får se hur jag gör. Något säger mig dock att grabbarna på jobbet kommer rösta för att konstruera en soft start. 😅
Men först borde jag börja med testerna som GK100 föreslog... 😀
Om det är någon som undrar vad som hände sen så började grabbarna på jobbet mycket riktigt att konstruera den "optimala" motorstyrningen, sen gick de på semester och jag ville faktiskt svarva på semestern.
Problemet uppstår ju bara vid ofördelaktigt fasläget vid tillslag (cirka 48A med en lindning på runt 5R). Om jag kunde sänka det till under 20A... Det skulle räcka med 10R i serie vid tillslag som sedan kopplas bort när väl rotorn börjat rotera och stömmen börjar avta. Så jag rotade runt lite i lådorna för att se vad jag hade för komponenter liggandes?
Efter en del simulerande landade jag på bifogad krets (motorn är utbytt mot en lampa men jag gissar att ni förstår principen). Jag rekommenderar inte detta som en generell lösning och man bör känna till kretsens alla begränsningar innan man ens tänker tanken på att snickra ihop något liknande!
Visst hade det varit bättre att använda en transformator för lågspänning, ett 24V relä med högre spolmotstånd, ett RC-nätverk för timing, trissa eller MOSFET för tillslag och så vidare. Men jag hade ont om plats och komponeter...
Så det blev ett 10R NTC-motstånd i serie med lasten som efter cirka 200ms kopplas förbi med ett 12V relä. Jag 3D-printade en låda för kretsen som monterades där den gamla motorskyddsbrytaren satt monterad (i chassit). Den nya motorskyddsbrytaren sitter monterad på utsidan av chassit.
Man kan tycka att 10R och 200ms inte är så mycket men skillnaden vid tillslag är enorm. Tidigare hoppade hela svarven till och nu startar den mjukt och nästan ljudlöst. Jordfelsbrytaren har inte löst ut än och förhoppningsvis klarar jag mig med denna krets till hösten, då grabbarna på jobbet byggt den "optimala" motorstyrningen... 😆
Problemet uppstår ju bara vid ofördelaktigt fasläget vid tillslag (cirka 48A med en lindning på runt 5R). Om jag kunde sänka det till under 20A... Det skulle räcka med 10R i serie vid tillslag som sedan kopplas bort när väl rotorn börjat rotera och stömmen börjar avta. Så jag rotade runt lite i lådorna för att se vad jag hade för komponenter liggandes?
Efter en del simulerande landade jag på bifogad krets (motorn är utbytt mot en lampa men jag gissar att ni förstår principen). Jag rekommenderar inte detta som en generell lösning och man bör känna till kretsens alla begränsningar innan man ens tänker tanken på att snickra ihop något liknande!
Visst hade det varit bättre att använda en transformator för lågspänning, ett 24V relä med högre spolmotstånd, ett RC-nätverk för timing, trissa eller MOSFET för tillslag och så vidare. Men jag hade ont om plats och komponeter...
Så det blev ett 10R NTC-motstånd i serie med lasten som efter cirka 200ms kopplas förbi med ett 12V relä. Jag 3D-printade en låda för kretsen som monterades där den gamla motorskyddsbrytaren satt monterad (i chassit). Den nya motorskyddsbrytaren sitter monterad på utsidan av chassit.
Man kan tycka att 10R och 200ms inte är så mycket men skillnaden vid tillslag är enorm. Tidigare hoppade hela svarven till och nu startar den mjukt och nästan ljudlöst. Jordfelsbrytaren har inte löst ut än och förhoppningsvis klarar jag mig med denna krets till hösten, då grabbarna på jobbet byggt den "optimala" motorstyrningen... 😆
Ps. Det kanske behövs en VARNING! I denna typ av transformatorlös krets så är det NÄTSPÄNNING och STARKSTRÖM i delar av (och i värsta fall HELA) kretsen. Om du inte FÖRSTÅR hur den fungerar bör du heller inte bygga den (och framförallt INTE försöka MÄTA på den). Om du trots allt bygger den, se då till att den är ordentligt inkapslad (en säkring kan också vara på sin plats). Ds.E EmuMannen skrev:
Skall du ha varvtalsreglering eller vad har den "optimala motorstyrningen" som inte din lösning har? Fungerar det behöver du ju inte krångla till det mer. När jag gjorde en liknande lösning hade jag problem med flera av komponenterna som visade sig kortlivade till följd av stötströmmen vid tillslag. Men det löser du säkert i så fall. Jag tycker fortfarande att det är förvånande att startströmmen skall ställa till med problem för jordfelsbrytaren.