Wechselspannung Rührwerkswelle zu Kessel?

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KoRnflakez
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Wechselspannung Rührwerkswelle zu Kessel?

#1

Beitrag von KoRnflakez »

Nabend zusammen,

ich bin Thomas, 33, aus Bergisch Gladbach und verfolge dieses Forum seit nunmehr 10 Jahren. Besonders hier habe ich mir umfangreiche Inspiration für meine Hobbybraueraktivitäten geholt, ohne den Wissensschatz hier hätte es wahrscheinlich nicht so (gut) funktioniert. Dafür Großes Lob und Dank!

Ich braue nur Kleinsude (hell, dunkel, malzig, bockig, stoutig…) bis maximal 25 Liter, karbonisiere in Bügelverschlussflaschen nach und habe aus zahlreichen Fehlern gelernt. Bisher gab es aber nur einen Sud der etlichen, der ungenießbar war, Malz selber machen von der Ähre bis zum Endprodukt verlangt schon etwas mehr. Zur Strafe wurde aber auch dieser bis zum letzten Tropfen von mir selbst getrunken. Die meisten Fehler konnten aber im Vornhinein durch Anstöße hier im Forum im Keim erstickt werden.

Ich braue mit einer selbstgestrickten Arduino-Uno-Steuerung mit digitalem DS18B20 1 Wire Sensor, die ich mir im Studium damals selbstgestrickt hatte. Bisheriges Setup zusätzlich war:
  • Clatronic EKA3338 Einkocher (isoliert mit 2 Lagen Tageszeitungspapier + Windschutzscheibenabdeckung – klappt richtig gut)
  • Lasergeschnittene Plexiglas XT Platte – mit aufgesetztem Alu-Kantblech (keine Berührung mit Maische oder Wasser!), auf welchem der
  • 12 VDC Gleichstrommotor mit Getriebe von Ebay DGO-3512ADA (Empfehlung aus dem Forum hier) saß
  • Selbstgebaute Rührpaddel aus VA an VA Gewindestange (höhenverstellbar je nach Schüttung)
  • Altes ATX Netzteil für den Rührwerksmotor
Das hat bisher so super geklappt, aber ich wollte mal was ändern. Besonders den emaillierten Einkocher wollte ich mal gegen was aus Stahl tauschen. Auch die Schaltung wollte ich mal ein wenig verändern und mit einem Transistor für das Rührwerksrelais rumhantieren. Das klappt auch alles super. Mein Setup jetzt ist:
  • Klarstein Biggie Stahl ohne digitale Anzeigen o.ä (wieder isoliert wie der EKA 3338)
  • Topran 12 V Scheibenwischermotor (Empfehlung aus dem Forum)
  • Schaltnetzteil von Conrad für den Wischermotor (12 VDC und max. 16 A)
  • Bielmeier Stahl-Kugelhahn für den Kessel
  • Der Rest bleibt gleich
Mein Problem: Elektrolysegefahr?

Darüber hatte ich mir beim alten Setup nie Gedanken gemacht, scheint ja auch immer geklappt zu haben. Der Kessel war ja auch emailliert, Plastikhahn dran, Ende. Wegen der Anschaffung des Wischermotors bin ich aber hier über das Thema gestolpert.
Den Wischermotor habe ich geöffnet, Masse an Gehäuse getrennt, daran den blauen Draht gelötet, und den roten Draht dorthin, wo der blaue vorher war.
  • Belegung ist also: Blau ist -, Rot +12 V für Langsamlauf. Ich brauche nur 40 1/min
  • Welle oder Gehäuse haben keinen Durchgang zum Kessel
  • Das Gehäuse oder die Welle haben keinen Durchgang zu einem der beiden Anschlüsse am Motor
  • Er ist nicht umgepolt, läuft von oben auf den Topf gesehen linksrum, so wie der alte mit Zahnradgetriebe dran auch
Mit dem Schaltnetzteil ist Masse der 12 V Schiene nicht an PE gekoppelt, ich kann da nix messen, bei vielen ATX-Netzteilen ist das ja leider anders.
Ich messe jetzt, sobald der Motor läuft, eine Wechselspannung zwischen Welle und Kessel oder auch dem Hahn. Mit PE am Netzteil sind es 25 V Welle zu Kessel und 6 V Welle zu Hahn. Der Hahn ist aber mit zwei Gummidichtungen vom Kessel isoliert – da ist kein Durchgang zu messen. Der hängt also völlig frei. Ohne PE am Netzteil sind es 75 V Welle zu Kessel und 25 V Welle zu Hahn.
Ohne Wasser oder Maische im Kessel kann ich weder Wechsel- noch Gleichstrom von Welle zu Kessel messen, da fließt also nix, die 1 mA Fehler vernachlässige ich mal.

Aber was messe ich hier?

Wechselspannung aufgrund von Induktivitäten des rotierenden Ankers im Motor?
Wenn ich das Gehäuse vom Motor mit dem Kessel verbinde (also auch mit PE des Kessels), sinkt die Spannung auf 0.
Frage also: Muss ich mir bei sowas Gedanken machen und jetzt immer den Kessel mit dem Gehäuse des Motors verbinden? Ist ja im Prinzip gar kein Thema, aber ist das notwendig?

Danke im Voraus und beste Grüße an alle
Thomas
JackFrost
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Re: Wechselspannung Rührwerkswelle zu Kessel?

#2

Beitrag von JackFrost »

Hi,

Schaltnetzteile haben zwischen L und N zwei Y-Kondensatoren als Filter. Die wirken als Spannungsteiler. Wenn dein PE nicht angeschlossen ist hast du hier also 115V mit dem Strom der "durch" die Kondensatoren geht. Diese Kondensatoren haben auch Netzteile die keinen PE haben
Die Sekundärseite ist EMV-technisch mit einem Kondensator an PE angeschlossen. Für den Gleichstrom ein unendlicher Widerstand für die hohen Frequenzen der Oberwellen aber quasi kein Widerstand.

Die höhere Spannung ohne PE lag daran das der PE auf 115V war und nicht auf PE, damit hast du GND wegen dem Kondensator auf einem anderen Potential als der PE deines Topfes.

Ein Multimeter hat eine sehr hohe Eingangsimpedanz. Miss mal den Strom der zwischen Einkocher und Welle fließt.
Der Gleichstrom in A geilt durch 5262,836 ist die Masse an Eisen die pro Sekunde elektrolytisch abgebaut wird.
Bei 1 mA wären es dann 0,1 µg / s
Wechselstrom hat normal keine Elektrolyse.

Ich hab hier in einem Raum ein altes Metallleerrohr on dem nichts mehr drinnen und neben dem läuft keine Kabel. Mit meinem DMM kann ich da 35V Wechselspannung messen, welche hier einfach einkoppelt.

Gruß JackFrost
Meine Hardware:
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Ss-Brewtech 10 Gal Topf
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KoRnflakez
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Re: Wechselspannung Rührwerkswelle zu Kessel?

#3

Beitrag von KoRnflakez »

Moin,

erstmal danke für die schnelle und umfangreiche Antwort. Ja, ich konnte hinter den Eingängen auf Primärseite tatsächlich blaue Y-Kondensatoren an PE ausmachen, etwas dahinter auch noch ein paar knallgelbe X-Kondensatoren.

Genau, bei Gleichstrom lädt die sich das ja einmal auf und macht dann langsam dicht. Also messe ich tatsächlich Einflüsse vom Netzteil, weil Primär- und Sekundärseite (wenn auch mit Kondensatoren getrennt) auf PE liegen in Form von Wechselspannung durch PE des Kessels. Und durch Trennen von PE am Netzteil steigt wegen dem Kondensator die Potenzialdifferenz gegen Masse, weil der Kreis nicht mehr durch PE geschlossen ist. Oder? So grob verstanden habe ich das.

Ich habe das DMM nochmal vorher an einem Probelämpchen und einem Akku auf Gleichstrom getestet, klappt.

Ich messe von Welle zu Kessel, Motorgehäuse zu Kessel, Anschlüssen zu Kessel im Betrieb:

Gleichstrom
Alles 0 mA

Wechselstrom
Alles zwischen 0 bis 1 µA - Auflösung wurde gestern falsch gelesen, das DMM ist noch neu

35 V Wechselspannung an einem unbenutzten Leerrohr :D, oh man. Ja am Bielmeier-Hahn hier koppelt im Betrieb auch irgendwas ein, der ist aber absolut vom Rest getrennt und hat keinen Durchgang zum Kessel oder sonst was, faszinierend.

Am Ende fließt da kein Strom - beruhigend. Also Wechselspannung hin oder her, ich muss mir keine Gedanken um irgendwelche Nebeneffekte machen?


Beste Grüße und danke

Thomas
JackFrost
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Re: Wechselspannung Rührwerkswelle zu Kessel?

#4

Beitrag von JackFrost »

KoRnflakez hat geschrieben: Samstag 31. Juli 2021, 11:04 Moin,

erstmal danke für die schnelle und umfangreiche Antwort. Ja, ich konnte hinter den Eingängen auf Primärseite tatsächlich blaue Y-Kondensatoren an PE ausmachen, etwas dahinter auch noch ein paar knallgelbe X-Kondensatoren.

Genau, bei Gleichstrom lädt die sich das ja einmal auf und macht dann langsam dicht. Also messe ich tatsächlich Einflüsse vom Netzteil, weil Primär- und Sekundärseite (wenn auch mit Kondensatoren getrennt) auf PE liegen in Form von Wechselspannung durch PE des Kessels. Und durch Trennen von PE am Netzteil steigt wegen dem Kondensator die Potenzialdifferenz gegen Masse, weil der Kreis nicht mehr durch PE geschlossen ist. Oder? So grob verstanden habe ich das.
Der nicht Verbunde PE liegt dann auf 115V und damit ist dann GND über den X-Kondensator an dem floatenden PE mit 115V

KoRnflakez hat geschrieben: Samstag 31. Juli 2021, 11:04 Ich habe das DMM nochmal vorher an einem Probelämpchen und einem Akku auf Gleichstrom getestet, klappt.

Ich messe von Welle zu Kessel, Motorgehäuse zu Kessel, Anschlüssen zu Kessel im Betrieb:

Gleichstrom
Alles 0 mA

Wechselstrom
Alles zwischen 0 bis 1 µA - Auflösung wurde gestern falsch gelesen, das DMM ist noch neu
Das wären dann 0,1 ng /s wenn es Gleichstrom wäre.
KoRnflakez hat geschrieben: Samstag 31. Juli 2021, 11:04 35 V Wechselspannung an einem unbenutzten Leerrohr :D, oh man. Ja am Bielmeier-Hahn hier koppelt im Betrieb auch irgendwas ein, der ist aber absolut vom Rest getrennt und hat keinen Durchgang zum Kessel oder sonst was, faszinierend.
Bei einer Eingangsimpedanz von 10 MOhm meines Multimeters sind das gerade mal 35 µA die da einkoppeln müssen.

KoRnflakez hat geschrieben: Samstag 31. Juli 2021, 11:04 Am Ende fließt da kein Strom - beruhigend. Also Wechselspannung hin oder her, ich muss mir keine Gedanken um irgendwelche Nebeneffekte machen?


Beste Grüße und danke

Thomas

Da sollte nichts sein. 100% Potentialfreiheit gibt es nur mit Batterien. Wenn der GND auf PE liegt und man einen Scheibenwischermotor nimmt dann hat man ein Problem wenn er falschrum läuft. Da dann GND über PE am Topf ist ein + über die Welle. Da liegen dann 12V an und da fließen dann schon etliche mA die dann das Eisen abbauen.

Ich hab mal schnell gemessen, eine Messleitung an PE und die andere offen. Waren hier schon 1V das nur durch Einkopplung und die 10 MOhm gemessen wird.

Gruß JackFrost
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Re: Wechselspannung Rührwerkswelle zu Kessel?

#5

Beitrag von KoRnflakez »

Der nicht Verbunde PE liegt dann auf 115V und damit ist dann GND über den X-Kondensator an dem floatenden PE mit 115V
Also bei nicht verbundenem PE wegen der Teilung der Spannung durch Y-Kondensator 115 V auf PE, von da über Sekundärseite durch den X-Kondensator über Ground zum Motor und von da aus zu PE des Kessels "durchgeflutet". Übel, nie drüber Gedanken gemacht. Aber dafür gibt es ja das Forum :thumbsup
Bei einer Eingangsimpedanz von 10 MOhm meines Multimeters sind das gerade mal 35 µA die da einkoppeln müssen.
Gut, aber immerhin messbar und damit ja tatsächlich vorhanden. Auch wenn es verschwindend gering ist.
Da sollte nichts sein. 100% Potentialfreiheit gibt es nur mit Batterien. Wenn der GND auf PE liegt und man einen Scheibenwischermotor nimmt dann hat man ein Problem wenn er falschrum läuft. Da dann GND über PE am Topf ist ein + über die Welle. Da liegen dann 12V an und da fließen dann schon etliche mA die dann das Eisen abbauen.
Auch da habe ich mich durch das Forum inspirieren lassen, dass + bloß nicht über die Welle läuft und zusätzlich GND nicht über das Gehäuse des Motors muss.

Na dann bin ich erstmal beruhigt und werde das hier soweit mit Tests vorantreiben, bis ich mal die erste Schüttung in den nächsten Wochen reinschmeiße.


Besten Dank und schönes Wochenende :Drink

Thomas
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