1. Elektronik
  2. Drehzahlregelung für Universalmotoren

Drehzahlregelung für Universalmotoren

Universalmotoren sind Einphasen-Reihenschlußmotoren, die in vielen Haushaltsgeräten (Waschmaschine, Wäschetrockner) zu finden sind. Sie können mit Gleich- oder Wechselstrom betrieben werden und verfügen über einen Tachogenerator, über den die Drehzahl ermittelt werden kann.

Da diese Motoren nicht über eine feste Grunddrehzahl verfügen, würden sie unbelastet bis zum Bersten des Ankers hochdrehen. Eine Drehzahlregelung ist daher zwingend notwendig.

In einfachen Fällen und bei konstanter Last genügt eine Phasenanschnittssteuerung wie dieses Modul von Conrad Elektronik. Ein Dimmer würde auch funktionieren. Bei Lastwechsel wird allerdings nicht nachgeregelt, so dass die Drehzahl bei einer Erhöhung der Belastung sofort einbricht. Für den Einsatz in meiner selbst gebauten Bandsäge ist so eine einfache Phasenanschnittssteuerung also nicht geeignet.

Der Universal Motor Speed Controller TDA1085C von Motorola wurde speziell für den Einsatz dieser Motoren in Waschmaschinen entwickelt. Ich habe die Schaltung im Wesentlichen direkt aus dem Datenblatt übernommen und eine Platine dafür entworfen.

Hinweis
Der TDA1085 wird leider nicht mehr hergestellt und ist nur noch über Restposten oder die bekannten Auktionshäuser erhältlich.
Achtung
Die gesamte Schaltung ist nicht galvanisch vom Netz getrennt! Die entsprechenden VDE-Sicherheitsvorschriften sind einzuhalten. Ich übernehme keinerlei Haftung oder Verantwortung für evtl. entstehende Sach- oder Personenschäden!

Pin 6 des ICs ist für die Ansteuerung von Drehzahlrampen vorgesehen, z.B. um vom Waschgang langsam in den Schleuderbetrieb hochzubeschleunigen. Da ich diese Funktion nicht benötige, habe ich Pin 6 direkt mit Masse verbunden.

Über Pin 5 wird die Drehzahl vorgegeben. Die Schaltung erlaubt hier den Anschluß eines Potentiometers, über den Trimmer P3 kann dann die Maximaldrehzahl festgelegt werden. Wenn man die Drehzahleinstellung über Potentiometer nicht benötigt, wird anstelle des Potentiometers einfach eine Brücke eingesetzt und dann mit P3 die gewünschte Festdrehzahl eingestellt.

Info
R16 muss permanent etwa 3W Leistung verbraten und erwärmt sich entsprechend.

Die gesamte Schaltung findet auf einer einseitigen Leiterplatte mit den Abmessungen 100mm x 50mm Platz. Alle benötigten Bauteile bekommt man für etwa 10-12 Euro bei Reichelt Elektronik.

Hinweis
Ich bekomme immer wieder Anfragen, ob ich die Platine leer oder sogar fertig bestückt verkaufen würde oder ob ich die Anfertigung/Bestückung der Platine übernehmen könnte. Leider kann ich das nicht leisten. Für einen versierten Elektronikbastler ist das eigentlich kein Problem. Es gibt im Internet auch diverse Leiterplattenhersteller, die anhand der EAGLE-Dateien Leiterplatten auch in Einzelstückzahlen fertigen.
Hinweis
Beim Ausdruck bitte darauf achten, dass die Auflösung auf 600 dpi eingestellt wird.

Teileliste

Kondensatoren:
C1,C2: 100µF/63V
C3,C4: 1µF/35V
C5: 47µF/35V
C6: 100µF/35V
C7: 47nF
C8,C11: 100nF
C10: 100nF/230V~
C9: 680pF
Dioden:
D1: 1N4007
ICs:
IC1: TDA1085
Trimmer:
P1,P3: 100k
P2: 4k7
Widerstände:
R1,R2: 820k
R3: 2k2
R4: 2k7
R5: 1k
R6: 6k8
R7: 1M
R8: 47k
R9: 68k
R10: 820/1W
R11: 470k
R12: 22k
R13: 120
R14: 100
R15: 220k
R16: 6k8/5W
R17: 270
R18,R19: 0,1/5W
Triacs:
T1: BT138
Sonstiges:
1 Kühlkörper TO-220
1 Anschlussklemme 6polig
1 Anschlussklemme 2polig
optional: Potentiometer 100k lin (Drehzahl)
Hinterlasse einen Kommentar
Kommentare
  • Horst Ullrich
    2020-03-17 10:36:19
    Hallo Herr Zimmermann, schönes Projekt und Danke fürs teilen! Frage: ist es gewollt, dass die eagle-Daten einem älteren Stand (2011) entsprechen? Grüße Horst
    antworten
    • Mario Zimmermann
      2020-03-17 11:46:37
      Hallo Horst, die Dateien sind aus der Zeit als ich das Projekt gemacht habe. Wurden seitdem nicht mehr aktualisiert. Viele Grüße, Mario
      antworten
      • Mihai
        2022-02-09 07:44:13
        Hello, mr. Mario Zimmermann. I want to say that the project is very usefull. I also have a question: can i sell the PCB designed by you, or the assembled kit, is there any license issue? Thank you very much!
        antworten
        • Mario Zimmermann
          2022-02-09 08:02:02
          Not for commercial use. No warranty, no responsibility.
          antworten
  • Franz Ernhofer
    2020-03-25 05:49:18
    Hallo und danke für die Veröffentlichung der Schaltung. Was bewirken die Potis P1 und P2?
    antworten
    • Mario Zimmermann
      2020-03-25 06:43:37
      Hallo Franz, die Funktion von P1 und P2 ist im Datenblatt beschrieben, hat sich mir auch nicht ganz erschlossen. Ich konnte im Betrieb keine spürbaren Veränderungen feststellen und habe sie daher einfach in Mittelstellung belassen. Viele Grüße, Mario
      antworten
  • arturo
    2020-04-04 19:40:07
    saludo desde colombia. excelente trabajo gracias por compartirlo
    antworten
  • Michael
    2020-04-22 14:57:42
    Vielen Dank für die Bereitstellung Schaltung nach der ich schon länger gesucht habe. Ich bin mir nur nicht sicher, welche Kondensatoren ich bestellen soll, da auf der Teileliste zu C7;C8;C9 und C11 die Spannungsangabe fehlt. Mit freundlichen Grüßen Micha
    antworten
    • Mario Zimmermann
      2020-04-22 15:12:35
      Hallo Micha,C7, C8, C9 und C11 sind nur kleinspannungsmäßig belastet. Nimm welche, die ins Rastermaß passen.Viele Grüße,Mario
      antworten
  • Mirko
    2020-07-02 16:18:49
    Hallo Mario, den C10 geben sie mit C10: 100nF/230V~ an. Auf dem Foto der Platine ist an der Stelle ein µ1k63 also eine Spannungsfestigkeit von 63V. Ich muss gestehen, ich fine auch keinen der RM5 und 250V~ besitzt. Welcher Kondensator wird benötigt? Gruß
    antworten
    • Mario Zimmermann
      2020-07-02 16:22:47
      Hallo Mirko,ich habe bei mir einen C10 mit 63V~Spannungsfestigkeit verwendet und keine Probleme damit. Es können unter bestimmten Bedingungen (sehr langsame Drehzahl) aber tatsächlich bis zu 230V~an C10 anliegen, daher habe ich die Angabe der Spannungsfestigkeit nachträglich korrigiert.Viele Grüße,Mario
      antworten
      • Mirko
        2020-07-04 19:18:16
        Hallo Mario, danke für die schnelle Antwort. Da muss ich mal sehen, was ich da mache. Jedenfalls habe ich keinen 100nF mit 230V~ und Rastermaß 5 gefunden. Gruß Mirko
        antworten
        • Mario Zimmermann
          2020-07-04 20:00:19
          Mit Rastermaß 5 gibt's den auch nicht. Das Platinenlayout passt daher an der Stelle nicht. Funktioniert aber, wenn man die Anchlußbeine des Kondensators passend biegt. Viele Grüße, Mario
          antworten
          • Sebastian
            2021-10-03 10:00:30
            Hallo, vielen dank für die Arbeit, das ist eine wunderbare Sache, dass du dein Wissen hier teilst. Zu dem Kondensator C10 noch eine Frage, ich suche verzweifelt danach. Ich finde keinen solchen, welcher eine Breite von ca. 2,5mm aufweist. Ich habe nur einen mit 5mm Breite finden können, der behakelt sich dabei dann aber mit dem WIderstand R8. Weisst du, wo ich den bekomme, ich finde da rein garnichts... Danke, Sebastian
            antworten
            • Mario Zimmermann
              2021-10-03 10:07:08
              Hallo Sebastian, dass C10 eine Spannungsfestigkeit von 230V habe muss, habe ich erst später festgestellt, da war das Platinenlayout schon fertig. Den gibt es nicht mit Rastermaß 2,5. Das musst du dir mit den Anschlußbeinchen zurechtbiegen. Viele Grüße Mario
              antworten
  • Gerd
    2020-07-09 19:22:10
    Hallo Mario, Vielen Dank für die komplette Schaltung von der Beschreibung zur Stückliste und der fertig design Leiterplatte. Ohne deine Hilfe hätte ich nie eine Steuerung für meinen Waschmaschinenmotor hin bekommen. Wahrscheinlich wäre er auf dem Müll gelandet.
    antworten
    • Mario Zimmermann
      2020-07-10 05:18:24
      Hallo Gerd, freut mich sehr, vielen Dank!
      antworten
  • B. Kirchner
    2020-09-16 09:41:28
    Vorsicht!!! Das Poti für die Drehzahleinstellung muss Schutzisoliert sein! Es kann Phase an GND anliegen.
    antworten
  • Didi
    2020-10-03 22:13:13
    Hallo liebe Tüftler und Erfinder, Ich würde die Schaltung gerne als Ersatz für die defekte Drehzahlregelung meiner Handbohrmaschine einsetzen. Ist das praktikabel???
    antworten
    • Mario Zimmermann
      2020-10-04 07:30:11
      Hallo Didi, dazu muss der Motor deiner Bohrmaschine die aktuelle Drehzahl per Hall-Generator liefern. Viele Grüße, Mario
      antworten
  • Joe
    2021-02-06 09:58:16
    Hallo Mario,bei Ebay gibt es eine fertig aufgebaute Platine, die deiner verdächtig ähnlich sieht (#272xxxxxxxx). Ist das eine Ehrerbietung in Form von Plagiarismus, oder ergibt sich die Ähnlichkeit quasi automatisch aus dem Referenzdesign? LG, Joe
    antworten
    • Mario Zimmermann
      2021-02-06 10:24:33
      Hallo Joe, ja, es gibt schon dreiste Leute. Kann man ja machen, aber man sollte wenigstens um Erlaubnis fragen. Viele Grüße Mario
      antworten
    • Till
      2021-03-09 17:08:42
      Ist doch eigentlich gut für Leute die das nicht selber bauen wollen. ..und niemand hat einen Schaden, oder?
      antworten
      • Mario Zimmermann
        2021-03-09 17:58:36
        Ich habe die Schaltung nicht erfunden, die entspricht dem Datenblatt. Ich habe die Schaltung für meine Bedürfnisse reduziert und das Platinen Layout entworfen. Kein Problem, wenn das jemand produziert und bei eBay verkauft, solange man vorher um Erlaubnis fragt. Ein echtes Problem für mich ist aber, dass die Leute mit ihren Problemen bei mir anfragen, wenn die Schaltung nicht funktioniert.
        antworten
  • Helge Eilts
    2021-02-08 15:38:15
    Hallo Mario, ich möchte meine alte Drehbank (vor 1970) regeln. Der Motor hat keinen Tachogenerator. Würde es gern mit einem Hallsensor machen. In welchem Bereich liegt das Spg. Signal für den Eingang Gruß Helge
    antworten
    • Mario Zimmermann
      2021-02-08 17:09:30
      Hallo Helge, weiß ich nicht, da musst du wohl ins Datenblatt schauen.
      antworten
  • Lothar
    2021-05-24 13:47:55
    Hallo Herr Zimmermann, zunaechst auch von mir vielen Dank, dass Sie das Projekt allen zugaenlich machen. Nun meine Frage: Kann der Tachogenerator ohne weiteres durch einen Hall-Sensor ersetzt werden und welche Anpassungen sind ggf. notwendig? Im Voraus vielen Dank und freundliche Gruesse
    antworten
    • Mario Zimmermann
      2021-05-24 13:57:31
      Hallo Lothar, Der Tacho Generator dürfte ein Hall Sensor sein, müsste funktionieren. Zur Sicherheit bitte das Datenblatt des TDA 1085 anschauen. Viele Grüße Mario
      antworten
  • Michi
    2021-05-30 16:21:12
    Gude :) Tolle Seite ! um die offenen Fragen mal zu klären: P2 dient zur Spitzen Strombegrenzung geht auf Pin 3 Motor Current Limit. Safe operation of the motor and triac under all conditions is ensured by limiting the peak current. Ist innen als Spannungsvergleicher beschaltet. ------------------------------------------ P1 dient zum Tachoabgleich wenn man so will ist aber abhängig von R11 (Pin11) Übrigens kann man das anlaufverhalten mit PIN 6 verändern / Beeinflussen :)
    antworten
  • Erich Schindowski
    2021-06-22 09:29:11
    Hallo und vielen Dank für die interessante Schaltung! Ich würde gerne eine defekte Schaltung (Thyristor plus iodenbrücke) ersetzen. Die Rückmeldung von der Motorachse erfolgt allerdings über einen induktiven Schlitzsensor und liefert ein Rechtecksignal mit 10V (18 Impulse pro Umdrehung). Könnte das mit dieser Schaltung auch funktionieren? Herzlichen Dank vorab! viele Grüße Erich
    antworten
    • Mario Zimmermann
      2021-06-22 10:08:26
      Hallo Erich, keine Ahnung. Dazu musst du bitte das Datenblatt studieren. Viele Grüße, Mario
      antworten
      • Erich
        2021-06-23 12:33:45
        Vielen Dank trotzdem, mache ich. LG
        antworten
  • nick from russia
    2022-01-21 04:59:15
    Hallo Mario. Sagen Sie mir, warum ich die Tafel nicht drucken kann? Das Bildformat ist png, und es wird im Editor vergrößert, die Platinendetails passen nicht. Entschuldigung für die deutsche Rede, übersetzt in Google =)
    antworten
    • Mario Zimmermann
      2022-01-21 06:19:45
      Hallo Nick, du musst sicherstellen, dass die Skalierung beim Druck auf 100% gesetzt ist. Hello Nick, please make sure to set the scale to 100% for print.
      antworten
  • Erwin
    2022-09-12 10:21:36
    hallo, die Schaltung finde ich sehr gut. Leider bin ich nicht so ausgestattet um mir eine Regelung selber zu bauen. Platine, ätzen usw. Besteht die Möglichkeit eine solche Steuerung, gegen eine entsprechende "Spende" aufgebaut zu erhalten bzw. wenn nicht möglich, eine fertige Platine und die Bauteile? Freue mich sehr über Antwort. Spende mach ich gerne lg. Erwin
    antworten
    • Mario Zimmermann
      2022-09-12 10:51:30
      Hallo Erwin, leider kann ich das nicht übernehmen, echt keine Zeit. Außerdem ist das verwendete IC kaum noch erhältlich. Gruß Mario
      antworten
  • Jozef
    2022-09-17 13:36:30
    Good morning sir. Mario Zimmermann. I built a layout according to your design and unfortunately it did not start. Looking for some error, I only found that the TRIAK gateway does not receive the control signal. WHAT could be causing this. I would like a hint. Thank you
    antworten
    • Mario Zimmermann
      2022-09-17 16:01:21
      Sorry, not able to help here because the possibilities are endless. Just check the layout, shortcuts, solder points etc.
      antworten
  • Spenden für Wohltätige
    2023-03-07 15:53:17
    Vielen Dank, dass Sie so großartige Informationen geteilt haben. Es ist wirklich hilfreich für mich. Ich suche immer nach qualitativ hochwertigen Inhalten und schließlich habe ich dies in Ihrem Beitrag gefunden.
    antworten
  • Gebor
    2023-03-08 13:23:13
    Guten Tag, Meine Frage: Eignet sich diesen Regler auch für Waschmaschinen-Induktionsmotoren? Gruss Gebor
    antworten
    • Mario Zimmermann
      2023-03-08 13:32:14
      Hallo, keine Ahnung, sorry
      antworten
  • stathis
    2023-05-16 14:06:03
    hello. nice work. bt 139 instead of bt 138 is a problem for the universal motor driver?
    antworten
    • Mario Zimmermann
      2023-05-16 14:13:42
      No idea, please check the datasheet
      antworten
  • Jorge Parra
    2023-12-30 01:49:30
    Hola. Buen día. Soy de México y aquí tenemos 110. Volt de fase a neutro. ¿Me puedes decir que debería de modificar en el diagrama para que funcione a ese voltaje? Gracias.
    antworten
  • Клевцов
    2024-01-10 20:24:03
    Марио благодарю за схему. Коротко и ясно, а все подробности есть в паспорте на микросхему. Отдельная благодарность за чёткую схему и остальные рисунки. В России появилось много подражателей Вашей схеме, но Вы в не конкуренции. Хорошо, что я наткнулся на Вашу публикацию. Будьте здоровы.
    antworten