Fülldraht Schweißgerät #3 Drahtvorschub stabilisieren

Der dritte Teil meiner kleinen Serie zum Umbau eines Fülldrahtschweißgerätes

Hier erkläre ich, wie man auf einfache Weise den Drahtvorschub eines günstigen Schweißgerätes stabiler und gleichmäßiger machen kann.

Das Problem ist, dass bei diesen Geräten die Motorsteuerung direkt an den Schweißtransformator angeschlossen ist. Deshalb variiert die Geschwindigkeit während des Schweißens. Ich habe die Motorsteuerung durch einen einstellbaren Spannungsregler ersetzt.

Einfache Fülldrahtschweißgeräte haben oft dieses Problem, aber möglicherweise auch günstige MIG-Geräte. Achtung: Der hier beschriebene Umbau funktioniert nur, wenn das Schweißgerät mit Gleichstrom läuft (am Ausgang)! (Zur Umrüstung auf Gleichstrom siehe meinen vorherigen Blogpost.)

Verbaut wurde ein Schaltreglermodul mit dem Chip LM2596. Man kann diese Module über Ebay direkt aus China zu Preisen von unter 1 Euro/St. bekommen (z.B. hier) oder auch für einen geringen Aufpreis mit schneller Lieferung aus Deutschland (z.B. hier).

Außerdem braucht man ein Potentiometer (mono, linear) sowie einen kleinen Widerstand (1/4 Watt), den man in Reihe lötet. Wie man die Werte ermittelt, erkläre ich im Video.

Fülldraht Schweißgerät #2: Umrüstung auf Gleichstrom

Teil 2 meiner Miniserie zum Fülldrahtschweißgerät.

Hier zeige ich, wie man ein einfaches Fülldrahtschweißgerät auf Gleichstrom (am Ausgang) umrüsten kann.
Warum das überhaupt sinnvoll ist, haben ich im letzten Post erklärt.

Mit dem Ergebnis bin ich sehr zufrieden: weniger Spritzer und eine viel gleichmäßigere Schweißnaht. Eine kleine Schweißprobe gibt es in der zweiten Hälfte des Videos zu sehen.

Unter dem Video findet Ihr eine Liste der benötigten Teile.

Verbaute Teile:

Brückengleichrichter SQL150A
150 Ampere, 3 Phasen
(Ebay)
2 Phasen reichen natürlich auch. Es gibt viele Angebote auf Ebay, dieses muss nicht das günstigste sein. Es existiert noch ein kompakteres Modell ohne Kühlrippen. Das würde ich aufgrund der schlechteren Wärmeabfuhr nicht empfehlen.
13,- Euro
(inkl. Versand)
Becher-Elko, 35x50mm, 22.000µF/50V, 2 St. (Reichelt)
Besser sind Elkos mit Schraubanschluss. Es kann auch ein einzelner Elko von ca. 44.000µF oder mehr verwendet werden, wenn verfügbar.
Achtet darauf, dass die Kondensatoren ausreichend spannungsfest sind (hier bis 50 Volt). Dabei muss man bedenken, dass der geglättete Gleichstrom später ca. 1,4 mal höher sein wird als der jetzt gemessene Wechselstrom (sucht nach “Effektivspannung und Spitzenspannung”, wenn Ihr nicht wisst warum).
8,80 Euro
Lüfter Sunon, 24V / 9,2 Watt (Reichelt)
Alternativ: Ein 10 Watt Widerstand mit passendem Wert (ca. 60-100 Ohm, abhängig von der Spannung Eures Schweißgerätes)
6,90 Euro
Quetschkabelschuh, Ringform, Lochmaß 6,5mm, 10 St. (Reichelt)
Diese Kabelschuhe passen gut auf die im Schweißgerät verbauten 10mm2 Kabel und lassen sich noch mit normalen Crimpzangen verarbeiten (im Einsatz für die gelben isolierten Kabelschuhe).
1,30 Euro
ca. 50cm Kupferkabel, 10mm2 (vorhanden)
Eine kleines Stück Lochrasterplatine für die Kondensatoren (wenn nötig) (vorhanden)
Zwei kleine Standarddioden, z.B. vom Typ 1N 4001 (Reichelt) (wenn nötig)
Diese Dioden habe ich in die positive Zuleitung des Lüfters eingelötet, da die Spannung etwas zu hoch war. Durch die Dioden entsteht ein Spannungsabfall von ca. 1,4 Volt.
0,08 Euro
Summe: 30,08 Euro

 

Ähnliche Umbauten:

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Kamin – Anleitung Sichtmauerwerk verfugen

Wir haben bei einem alten Kamin den Putz abgeschlagen und das Ziegelmauerwerk neu verfugt. Das Video zeigt, welches Werkzeug man braucht und wie man vorgeht. Ich bin ziemlicher Anfänger, aber gerade deshalb sind meine Tipps vielleicht für Leute interessant, die das auch noch nie gemacht haben.

 

Insel-Solaranlage: 12, 24 oder 48 Volt?

Beim Aufbau einer Insel-Solaranlage steht man irgendwann vor der Frage: Welche Systemspannung? 12, 24 oder 48 Volt? Gerade bei etwas größeren Anlagen wird gerne zu einer höheren Spannung gegriffen. Das hat Kostenvorteile, z.B. weil die Kabel bei gleicher Leistung dünner sein können. Die Leitungsverluste sind bei höheren Spannungen geringer als bei 12 Volt. Auch bei anderen Komponenten (Solarmodule, Laderegler) lässt sich ggf. ein wenig sparen.

Im Netz gibt es viele Diskussionen, ab welcher Anlagengröße eine Systemspannung von 24 oder sogar 48 Volt sinnvoll ist. Aus meiner Sicht hängt die Entscheidung aber ganz wesentlich davon ab, welche Verbraucher man anschließen möchte. Dazu ein paar Erfahrungen.

12, 24, 48 Volt Geräte

Wenn man die Batteriespannung direkt in 230 Volt Wechselstrom umwandelt und nur diesen verwendet, ist die Systemspannung eigentlich egal. Wechselrichter gibt es für 12, 24 oder 48 Volt, die Preise unterscheiden sich kaum.

Wie in meinem letzten Post erläutert, ist ein solcher Aufbau jedoch wenig sinnvoll und man sollte unbedingt ein paralleles Gleichstromnetz aufbauen. Dann ist jedoch die Frage wieder aktuell, welche Geräte es eigentlich für die gewählte Systemspannung gibt.

12 Volt Gleichstrom kennt man vor allem aus dem Auto. Auch Wohnmobile haben meist ein 12 Volt Bordnetz. Daher gibt es viele Geräte, die auch in einem Garten- oder Wochenendhaus nützlich sein können: Ladegeräte für Mobiltelefone und Laptop, Kühlboxen, Autoradios und sogar mobile Fernseher, DVD-Player, etc. Wir haben vom Vorbesitzer eine Solar-Inselanlage mit 24 Volt übernommen. Daher war mein erster Gedanke: schlecht, jetzt können wir alle diese Geräte nicht nutzen.

Bei meiner Recherche musste ich jedoch feststellen, dass es mindestens ebensoviele Geräte auch für 24 Volt gibt. Der Grund: Die meisten LKW haben ein 24 Volt Bordnetz und Trucker haben offenbar großes Interesse an elektronischen Gadgets, die ihnen das Leben unterwegs etwas leichter machen. Nur mit 48 Volt Systemspannung bekommt man große Probleme, hier noch passende Geräte zu finden.

Auf dieser Ebene spricht also viel für 24 Volt: Man hat eine große Auswahl an Geräten und kann das Gleichstromnetz trotzdem mit relativ dünnen und bezahlbaren Kabeln aufbauen. Dicke Kupferkabel gehen schnell richtig ins Geld, wenn man mehr als zwei oder drei Meter braucht.

Beleuchtung

Die Probleme lauern an einer anderen Ecke: 12 Volt sind auch im Haushalt sehr verbreitet, wenn es um Beleuchtung geht. Es gibt viele Lampen mit Halogenbirnen, die mit einem Trafo und 12 Volt betrieben werden. Nun sind Halogenbirnen nicht gerade genügsam im Stromverbrauch. Aber inzwischen gibt es sehr gute und auch bezahlbare LED-Birnen als Ersatz, die in die vorhandenen Fassungen (G4 oder G5,3 Stiftsockel) passen. Damit lässt sich perfekt ein energiesparendes Beleuchtungssystem für Solarbetrieb aufbauen.

Mit 24 oder gar 48 Volt ist die Auswahl hier sehr viel eingeschränkter. Eigentlich gibt es fast nichts – lediglich ein paar Birnchen für die Innebeleuchtung von LKW-Kabinen, die sich kaum für größere Räume eignen. Natürlich könnte man diese Spannungen mit entsprechenden Vorschaltgeräten auf 12 Volt umwandeln. Aber jede Umwandlung kostet Energie. Außerdem kann es mit modernen LED-Lampen dabei zu Problemen kommen (technisch gesprochen hängt man hier zwei Schaltnetzteile hintereinander, was keine so gute Idee ist).

Ich habe inzwischen Lösungen gefunden, wie sich auch moderne LEDs mit 24 Volt betreiben lassen. Das Beitragsbild zeigt unsere Außenbeleuchtung mit 2 Watt LED. Darüber werde ich mal in einem eigenen Blogpost berichten. Aber diese Lösungen erfordern in aller Regel einiges an Bastelei, die man sich ersparen sollte. Deshalb lautet mein Fazit:

Wenn irgend möglich, sollte man bei 12 Volt Systemspannung bleiben, um ein Wochenend- oder Gartenhaus mit Solarstrom zu versorgen.

Ähnliches gilt aus meiner Sicht auch für Boote oder größere Wohnmobile. Die Einsparungen bei den Kabeln machen in aller Regel die Probleme nicht wett, die man sich an anderer Stelle einhandelt – insbesondere bei der Beleuchtung. 24 Volt sind mit Einschränkungen auch noch verwendbar. Auf 48 Volt sollte nur gehen, wer damit ausschließlich einen Wechselrichter betreiben will.

Insel-Solaranlage: Wechselrichter oder Gleichstromnetz?

Unser Haus ist nicht an das Stromnetz angeschlossen. Der Vorbesitzer hat jedoch eine Insel-Solaranlage installiert (ich weiß, eigentlich heißt es Photovoltaik…). Direkt hinter den Batterien werden die 24 Volt Gleichstrom in 230 Volt Wechselstrom umgewandelt und in das Hausnetz eingespeist. Das ist eigentlich sehr komfortabel: Alle üblichen Haushaltgeräte, Elektrowerkzeuge, Lampen etc. lassen sich nutzen. Man merkt kaum einen Unterschied zum normalen Stromnetz – bis die Batterien leer sind.

Das Problem dieses Anlagenaufbaus liegt jedoch im Stromverbrauch des Wechselrichters selbst: Der produziert zwar einen sehr sauberen Sinus-Wechselstrom und kann fast 3000 Watt im Dauerbetrieb liefern (es ist ein Victron phoenix 24/3000). Aber wenn man nur eine oder zwei LED-Lampen à 5 Watt laufen hat, ist der Wechselrichter extrem ineffizient. Schon im Ruhezustand – d.h. ohne jegliche Verbraucher – verbrät er rund 30 Watt, und das rund um die Uhr. Die sparsame 5 Watt LED saugt also tatsächlich mindestens 35 Watt aus den Batterien (eigentlich sogar noch mehr, denn bei geringer Belastung ist auch die Effizienz der Umwandlung deutlich geringer als die theoretischen 95%, die der Wechselrichter unter optimalen Bedingungen erreicht).

Dies führt dazu, dass der Wechselrichter über den Tag hinweg selbst zum größten Stromverbraucher wird. Die paar Watt für einige Stunden Licht, einen sparsamen Kühlschrank und die Wasserpumpe fallen da kaum noch ins Gewicht. Das ist extrem ineffizient. Solarstrom ist wertvoll und sollte nicht so unproduktiv verschwendet werden.

Deshalb macht es Sinn, sämtliche Dauerverbraucher (Lampen, Kühlschrank, Wasserpumpe…) direkt mit Gleichstrom aus den Batterien zu versorgen. Der Wechselrichter wird nur dann eingeschaltet, wenn man wirklich unbedingt 230 Volt benötigt (z.B. um ein Loch in die Wand zu bohren, den Staubsauger anzuwerfen oder die Kreissäge…). Viele Wechselrichter haben auch eine eingebaute Automatik und gehen in einen stromsparenden Schlafmodus, solange keine 230 Volt benötigt werden. Das Problem auch hier: Sobald eine einzige Lampe brennt, legt sich der Wechselrichter auch nicht schlafen.

Die Konsequenz: Wir werden ein zweites Gleichstromnetz in das Haus legen und versuchen, möglichst viele Verbraucher daran anzuschließen. Damit lassen sich eigentlich die meisten alltäglichen Strombedarfe decken: Licht, Ladegeräte für Handy und Laptop, eine große Kühlbox oder ein Campingkühlschrank, die Wasserpumpe. Hoffentlich muss der Wechselrichter dann nur noch selten eingeschaltet werden.