Repair and share #2 MiniMax Wärmeradantrieb

Besonders in der Technikwelt ist es nun mal so das nichts ewig hält. So geht es uns auch mit unseren Antrieben für die Wärmeräder unserer Lackieranlagen. Für diejenigen die bis jetzt nichts mit dem Begriff „Wärmerad“ anfangen können möchte ich in kurzen Zügen erklären was das ist. Ein Wärmerad ist ein rotierender Wärmetauscher welcher sich in der Lüftungsanlage befindet. Auf der einen Seite durchströmt ihn die warme Abluft auf der anderen die kalte Zuluft. Im Abluftteil erwärmt sich das Metall des Wärmerades welches durch die Rotation in den kalten Zuluftbereich wandert und dort seine Wärmeenergie an die durchströmende Kaltluft abgibt. Leider habe ich kein Bild davon gemacht aber unter der Google Bildersuche werdet ihr bestimmt fündig werden.

Wozu benötigt man nun so einen Antrieb?

Der MiniMax hat mehrere Funktionen. Er besitzt einen internen Frequenzumrichter für die Drehzahlregelung , dabei überwacht er ebenfalls den Motorstrom und über einen Kaltleiter im Motor die Motortemperatur. Für die Zeit in der das Wärmerad nicht gebraucht wird (keine Freigabe durch die Anlage) dreht der Antrieb das Rad alle 15 min um eine halbe Umdrehung nach um das Zusetzen des Wärmetauschers durch einseitige Anströmung zu verhindern. Ebenfalls wird die Drehbewegung des Rades im Betrieb überwacht. Dazu sitzt ein Magnet am Wärmerad der über einen Reedkontakt bei jeder Umdrehung einen Impuls an den Antrieb weiter gibt. Weiters besitzt der interne Umrichter eine Unter und Überspannungserkennung. Gemeldet werden sämtliche Störungen über einen potentialfreien Kontakt.

Das Schadensbild:

Interessanterweise ist das Schadensbild bei den letzten 3 defekten Antrieben immer das gleiche gewesen. Es leuchtet immer die Unterspannungs-Led auf wenn der Motor drehen soll. Das kann auch verzögert auftreten und führt dann zur Abschaltung.

Die Reparatur:

Da es sich um einen Frequenzumrichter auf der Leistungsplatine handelt wird zuerst die Wechselspannung gleichgerichtet und damit der sog. Zwischenkreis versorgt welcher von großen Kondensatoren geglättet und gepuffert wird. Zuerst hatte ich die Vermutung, dass die Zwischenkreisspannung zu niedrig ist, möglicherweise hervorgerufen durch eine defekte Diode oder eines kaputten Zwischenkreiskondensators . Leider war die Zwischenkreisschiene auf 325V , genau so wie es sein sollte. Ich war auch der Meinung das der ZWK der einzige vernünftige Ort wäre um eine Unter bzw. Überspannungskontrolle durchzuführen. Es dauerte etwas um meine Vermutung zu bestätigen und die Auswerteelektronik zu lokalisieren.

Auswerteelektronik

Die stehende Platine entpuppte sich als die Auswerteelektronik mit den 2 in SMD gehaltenen Komparatoren drauf. Die Bauteile auf der Platine habe ich alle ohne Ergebnis geprüft. Danach bin ich dem Signalverlauf weiter gefolgt und stieß auf die 2 kleinen Elkos die mittig auf dem Bild zu sehen sind. Diese habe ich auf verdacht ausgelötet & gemessen und siehe da, der eine hatte nur noch die halbe Kapazität und der andere hatte ein Gleichstromleck. Nach dem Tausch lief der Antrieb wieder Problemlos. Auch wenn ich da gut 3h investiert habe, ist es doch immer wieder schön ein 800€ Teil mit 4€ Materialaufwand wieder ans Laufen zu bringen.

Mittlerweile wurde das Produkt vom Hersteller durch ein neues Modell abgelöst. Unser Problem ist auch das wir diese Antriebe bei einem Defekt nicht direkt dort bestellen können weil wir dies über einen Zwischenhändler machen müssen und so die Lieferzeiten ewig sind. Für einen schnellen Ersatz musste also eine Alternative her um die Zeit zu überbrücken.

Die Lösung:

 

 

 

 

 

 

 

 

Ich habe einen kleinen Schaltschrank gebaut indem eine Siemens Logo die Steuerung eines Siemens Sinamics G110 übernimmt . Die analoge Drehzahlsollwertvorgabe kommt ebenfalls aus der SPS. Die Schnittstelle für die Anlage wurde 1 zu 1 nachempfunden, jedoch mit mehr Bedienkomfort vor Ort durch das HMI (Drehzahl, Überwachungszeiten usw. können darüber eingestellt werden) und es gibt zusätzlich einen Servicebetrieb. Das Ganze hat einen Materialwert von knapp 500€ und unsere Ersatzteilbeschaffungszeiten sind bei der Variante auch sehr viel kürzer. Der Formfaktor ist aber doppelt so groß.

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