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BG19, Motorkondensator - Abgleich?
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capstan
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Beitrag1/9, Verfasst am: 08.02.2020, 23:03   

Betreff:   BG19, Motorkondensator - Abgleich?
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Hallo BG19 Spezialisten,

Die WKM- Motoren der BG19- Serie wurden mit einem MP- Phasenschieberkondensator von 1µF betrieben.
In einigen Fällen sieht man, ebenfalls im Schaltbild, daß dieser Kondensator durch ein oder zwei MP- Kondensatoren mit 0,1µF in Parallelschaltung wahlweise ergänzt wurde.
Welchen genauen Sinn hatten diese Zusatz- bzw. Abgleichkondenstoren?
Konnte man damit einen Feinabgleich der Bandgeschwindigkeit oder ein Vibrationsminimum (Brummen, damals als Klavierfestigkeit bezeichnet) erreichen?
Ich habe auch Geräte mit zusätzlich in Reihe geschalteten Widerständen gesehen, ich nehme an um den etwas rauhen Motorlauf zu beruhigen?
Vielleicht kann mir jemand hierzu eine genaue Antwort geben?

Viele Grüße

Bernd
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19null5
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Beitrag2/9, Verfasst am: 11.02.2020, 21:39   

Betreff:
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Hallo Bernd,

im Buch "Die BG 19 Story" (Zirke / Schellin) lautet auf Seite 84 eine Bildbeschreibung:
Zitat:
Prinzipschaltung der Motoren MSM 130/ 30, WKM 130/ 30 und WKM 130-30, wobei dem Phasenschieber bei Bedarf weitere Kapazitäten parallel geschaltet werden.


In einer Tabelle, die die Unterschiede der BG 19-Geräte im Detail auflistet, finden sich auf Seite 99 die Angaben zu den Phasenschieberkondensatoren.
Zitat:
... zusätzliche Korrektur-Kondensatoren ... 1 bis 2 x 0,1µF ...


Mehr kann ich dazu leider nicht beisteuern. Da muß unser Michael ran Wink

Gruß aus Reykjavik
Hajo
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capstan
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Beitrag3/9, Verfasst am: 11.02.2020, 22:07   

Betreff: Korrekturkondensatoren
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Hallo Hajo,

vielen Dank für Deine schnelle Antwort.

Du zitierst: ...zusätzliche Korrektur-Kondensatoren ... 1 bis 2 x 0,1µF ... ja, alles klar, aber was wird korrigiert?

Da die Geräte durch den großen Capstan- Motor etwas "rauh" liefen, nehme ich an das man damit das "50Hz-Zittern" des rauhen Tons z.B. bei KlavierTönen etwas minimieren wollte, aber Genaues weiß ich leider nicht?
Vielleicht wurde auch nur der Strom der Hilfsphase an den der Hauptphase angeglichen?
Eventuell kann ja der Michael etwas Erleuchtung ins Wissensdunkel bringen, wenn er wiedermal hier vorbeischaut?

Gruß, Bernd
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TipFox
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Beitrag4/9, Verfasst am: 13.02.2020, 16:58   

Betreff:
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Ich kann leider Nichts dazu beitragen, warum man das gerade beim Tonband so besonders hervorhebt...

grundsätzlich ist das immer so, wenn über Kondensator das Drehfeld des Motors erzeugt wird. Das entstehende (ovale) Drehfeld ist nur dann optimal, wenn die Phasenverschiebung genau richtig ist. Da es in Bauteilen, also auch Anker-/Statorwicklungen, immer Tolleranzen gibt, gleicht man den Phasenwinkel mit zusätzlichen Cs ab. Das geht natürlich nur, wenn der Grundkondensator entsprechend etwas kleiner gewählt wurde.

ähnliches gibt es beim Sendersuchlauf verschiedener Radios. Wenn da der Motorkondensator Kapazität verliert, geht auch das Drehmoment "flöten" Wink
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Gruß TipFox
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capstan
Historiker


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Beitrag5/9, Verfasst am: 13.02.2020, 20:41   

Betreff: Phasenverschiebung
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Hallo Tipp- Fox,

vielen Dank für Deinen netten Erklärungsversuch.

Die idelale Phasenverschiebung für ein gleichmäßiges Drehfeld beträgt wie beim Drehstrommotor bekanntlich 120°.
Ein ovales Drehfeld ergibt sich bei Verschiebung des O- Punktes, z.B. durch unterschiedliche Phasenspannungen.

Beim Einphasenmotor muß die Phasenverschiebung künstlich durch eine Blindgröße (z.B. Kondensator) erzeugt werden, indem diese der Hilfsphase zugeschaltet wird.
Die Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom beträgt dabei 90°, was vom Idealwinkel abweicht, aber der Funktion prinzipiell, bis auf einen schlechteren Wirkungsgrad, keinen Abbruch tut.
Das hierbei erzeugte Drehfeld sieht ebenfalls alles andere als ideal aus.

Einzig der durch die Wicklung fließende Strom ist abhängig von der Kapazität des Kondensators, demzufolge kann mit Abgleichkapazitäten nur der Strom beeinflusst werden, was sich auf die Motorleistung und das Laufverhalten (Laufruhe) auswirkt.
Da bei einem Tonmotor die absolute Wirkleistung meiner Meinung nach eine untergeordnete Rolle spielt, glaube ich das man mit dem Abgleich vielleicht die Laufkultur optimieren wollte?
Aber den tatsächlichen Grund der Entwickler für die möglichen Zusatzkondensatoren kenne ich leider nicht, denn
mir ist derartiges von keinem anderen Gerät bekannt.

Gruß, Bernd
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TipFox
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Beitrag6/9, Verfasst am: 13.02.2020, 21:27   

Betreff:
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Die Phasenverchiebung beträgt 90° - bei idealem Kondensator.

Durch Reihenschaltung einer Impedanz oder eines ohmschen Anteils (den gibt es immer) ändert sich das aber.

Ich gehe davon aus, dass die von Dir angesprochene "Laufkultur" eben genau beim richtigen Winkel optimal ist - für mich kein Widerspruch zum vorher Gesagten Wink

Nebenbei gab es für bestimmte Anwendungen auch Drehstromgeneratoren, die ihre Phasenverschiebung mit RC-Glied erzeugten. Das geht natürlich immer nur für genau eine Frequenz....

Heute natürlich obsolet, da gibt es besseres, auch mit variabler Freuenz.
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Gruß TipFox
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MGW51
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Beitrag7/9, Verfasst am: 19.02.2020, 21:06   

Betreff:
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Hallo Bernd und Mitleser,

der Grund, warum Zusatzkapazitäten erforderlich wurden ist in den Fertigungstoleranzen zu sehen.

Ein Tonmotor soll oder muß ein kultiviertes Laufverhalten aufweisen und das wird - von mechanischen Mängeln mal abgesehen - durch ein möglichst geometrisch optimales Drehfeld erreicht.

Zu Zeiten des BG190 und auch noch des BG19-1 sind ausschließlich Motore aus Saja-Einzelfertigung und späterhin aus Harthaer Serienproduktion eingesetzt worden. Die nötige Hilfsphase besorgte ein ölgefüllter Papierkondensator aus "Vorkriegsbeständen" - Fabrikat Siemens & Halske - mit einer Nennkapazität von exakt 0,9 µF ; die sogenannte Zigarre.
Mehrere tausend Einheiten wurden damit montiert und in keinem mir bekannten Falle ist eine Korrekturkapazität zugeschaltet worden.
Das drängt die Annahme auf, daß die Toleranzen dieser Bauelemente ungewöhnlich klein gewesen sein müssen - in der Tat handelt es sich dabei ja um Bauelemente die augenscheinlich für die Wehrmacht produziert worden sind und für die spätere Verwendung einfach nur überlackiert wurden wobei auch kein neuer Aufdruck hinzukam.

Später, als die Fertigung des Typ 2 bereits lief und der Harthaer Tonmotor längst seiner mechanischen Bremseinrichtung verlustigt worden ist, waren irgendwann diese Lagerbestände aufgebraucht und ab da ist der prismatische 1,0 µF aus Gera, später dann aus Freiberger Fertigung verbaut worden. Dieser Kondensator ist im Gegensatz zu dem klassischen Papierwickel oft, aber nicht immer(!), ein trockener MP-Typ, hermetisch verlötet und in der Freiberger Ausführung mit Schraubanschlüssen versehen. Die Spannungsfestigkeit ist mit 1 kV für den Dauerbetrieb ausgewiesen - einer der Gründe für langes, aber keinesfalls unendliches Leben. Durch die Selbstheilung kommt es - wenigstens theoretisch - zu einem schleichenden Kapazitätsverlust. Praktisch sollte es allerdings nicht zu nenneswerten Durchschlägen kommen. Allerdings beträgt die Fertigungstoleranz dieser Klötzer +/- 20 % - reicht also von 0,8 - 1,2 µF was allein für sich genommen nicht unbedingt dramatisch wäre.

Schaut man sich die Motore genauer an, so wird man nicht zwei davon finden, deren Wickeldaten identisch sind. In Thalheim ist hauptsächlich der Tonmotor aus Leisnig eingebaut worden. Die BG19-2 aus dem Werk Thalheim sind nach meiner Erinnerung nahezu durchgängig mit zwei Zusatzkapazitäten bestückt wogegen das bei den Leipziger Geräten eher die Ausnahme ist. Auch das zuweilen in Leipziger BG19-2 montierte Abschirmblech am Motor ist so eine Ausnahme. Es kann davon ausgegangen werden, daß dasselbe wie auch die Zusatzkondensatoren nachträglich bei der Endkontrolle bestückt worden sind. Das weiß ich nicht sicher, doch es gibt keine andere Erklärung dafür denn alle diese Zusatzelemente sind ebenso mit dem Originallack gesichert. Auch diese kleinen Kapazitäten sind erkennbar aus rein mechanischen Gründen in so uriger Ausführung und einer Nennspannung von 3 kV gehalten. Die waren halt kein extra Kostenfaktor weswegen eine elegantere Lösung nicht in Erwägung gezogen wurde.

Trotz weitgehender baulicher Übereinstimmung finden sich in Dreimotorern dieser Ära aus unterschiedlicher Fertigung Leisniger Motore immer als Wickler aber m. W. nie als Tonmotor. Das kann man einfach so stehenlassen, als bloßes Qualitätskriterium will ich es aber nicht verstanden wissen. Eher war das eine ökonomische Entscheidung.

Tatsache ist, daß ein "schlechter" oder unpassender Hilfskondensator recht einfach am Laufgeräusch auszumachen ist. Es ist eine Eigenheit der alten ölgefüllten Papierwickel, daß im alterungsbedingten Fehlerfalle deren ohmscher Widerstand im Verlaufe der Betriebszeit +/- rasch ansteigt und im gleichen Verhältnis dazu das Motorgeräusch. Als Nebeneffekt tritt eine erhöhte Erwärmung auf. Das hörbare Laufgeräusch resultiert natürlich auf den mechanischen Schwingungen denn das Magnetfeld als solches ist ja völlig geräuschlos. Da sich die Schwingungen vom Motor direkt auf das Chassis übertragen, erzeugen sie im Falle einer Aufnahme auch eine ungewollte Frequenzmodulation - die Aufnahme kann man dann vergessen, vorausgesetzt der Hörer hat entsprechend hohe Qualitätsansprüche.
Diese Aussage mag etwas verwundern wenn man ob der nüchternen Zahlen des Frequenzganges einen Vergleich mit modernem Hi-fi Equipment zieht. Ich kann nur immer darauf verweisen, daß in den Jahren 1949 - 55 und damit der Entwicklungs- und Fertigungszeit des BG19 das Hörerlebnis vom ungestörten, amplitudenmodulierten Mittelwellenrundfunk dominiert wurde. Da konnte das BG 19 locker mithalten und das gar noch mit dem legendären C-Band. Das Hörempfinden wird eben nicht allein durch abstrakte Grenzfrequenzen sondern vielmehr durch eine große Dynamik bei einem ausgewogenen Klangbild mittlerer Lautstärke geprägt.

Zu den von Dir angesprochenen Widerständen kann ich nur sagen, daß mir persönlich kein Gerät je unter die Finger kam, bei dem ein ohmscher Widerstand in Reihe zu einer Wicklung geschaltet ist - diese Aussage bezieht sich einzig auf BG19 aller Baustufen. Bei den BG20 Serien besteht der Phasenschieber aus drei Einzelkapazitäten im gemeinsamen Gehäuse, so daß damit eine grundsätzliche Anpassung der Laufkultur möglich ist.

Und nun kommen wir wieder auf die Leisniger Motore zu sprechen.
Bekanntlich hatte der Schwermaschinenbau Magdeburg seine "Tonmeister" 1 und 2 ausschließlich mit dem Leisniger Pendant bestückt und nur in diesen Geräten ist ein Anpaßwiderstand in Reihe zum Hilfskondensator verbaut. Ich gehe davon aus, daß diese Wahl der ohmschen Korrektur konstruktiv und ökonomisch einfacher als die Montage zusätzlicher Kapazitäten ist. Nach meiner Erinnerung ist dieser Vorwiderstand grundsätzlich bei allen Geräten MT 01 und 02 als Festwiderstand von 1 k eingebaut.
Der langsam drehende Leisniger Außenläufermotor des SKL 9 / MAG 60 benötigt dagegen keinen zusätzlichen Korrekturwiderstand. Dieser Motor ist mit nominell 650 Upm angegeben - meines Wissens der einzige Außenläufer in einem DDR-Heimbandgerät welches freilich ein wirklich sonderbares Teil ist! Die 9 in der Typbezeichnung bezieht sich auf die dort eingesetzte Miniaturröhrenserie, nicht auf den Bandvorschub der üblicherweise auch 19,05 cm/s beträgt.
Und schlußendlich findet sich in den zigtausenden BG20 ab Bst. 3 ebenso ein Anpaßwiderstand von 600 Ohm ausnahmslos zur Feinregulierung der 9,53 oder anders ausgedrückt, der 1400 Upm. Der Abgleich des korrekten Vortriebes mit 19,05 cm/s bei 2800 Upm erfolgt dort mittels verschieden großer Trieblinge. Es werden also auch hier die unvermeidbaren Fertigungstoleranzen erst auf mechanischem Wege korrigiert um dann nach der Wicklungsumschaltung mittels der Abgreifschelle des ohmschen Widerstandes die kleinere Drehzahl soweit herunterzuregeln, daß sie den geforderten 9,53 cm/s entspricht.

Bei dem Grünhainer und ebenso dem Leisniger Motor der MTG 20 ff Geräte ist stets nur ein einziger Hilfskondensator verbaut und das ist auch irgendwie einleuchtend denn einerseits haben diese Motore keine Wicklungsumschaltung und andererseits sind sie entwicklungsmäßig jünger als die 130/30 der BG19-Ära. Ihre einfachere Konstruktion ermöglicht nach meiner Überzeugung eine geringere Fertigungstoleranz. tatsächlich war es so, daß wechselweise der Motor aus Grünhain oder Leisnig bezogen wurde - je nachdem, bei welcher Firma gerade mal ein Lieferengpaß war und dabei sind keinerlei Anpassungen erforderlich. Das ist keine Spekulation sondern wurde mir vor vielen Jahren vom damaligen Kundendienstleiter im MGW so bestätigt.

Wenn ich stets predige, bei einem erforderlichen Wechsel des Hilfskondensators diesen möglichst exakt auf den eingebauten Motor abzugleichen so ist das zuallererst vor dem Hintergrund zu sehen, daß immer wieder die irrsinnige Empfehlung gegeben wird, der Phasenschieber kann ruhig beliebig größer gewählt werden - so nach dem Motto "Viel hilft viel!". Das ist natürlich Quatsch und schlimmstenfalls kontraproduktiv. In Anbetracht der Forderung nach einem optimalen Betrieb ist diese Maßnahme bei Motorwechsel oder eben beim Ersatz eines unbrauchbar gewordenen C ein recht geringer Aufwand und keineswegs meine Erfindung sondern wurde so ab Werk gehandhabt und ist u. a. auch in einer Kundendienstanweisung für die KB100 Geräte aktenkundig.
Auch wenn die rel. einfachen Heimbandgeräte nicht mit professionellen Ansprüchen gemessen werden dürfen, soll doch das wenige getan werden um sie möglichst dauerhaft gemäß ihrer Spezifikation betreiben zu können, um das Optimum aus ihnen herauszuholen. Das beginnt nun einmal dort wo der Anfang jeder Bewegung ist: beim Motor.
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Beitrag8/9, Verfasst am: 23.02.2020, 13:37   

Betreff: Zulässige Fertigungstoleranzen
Zusatz:       bezogen auf die Jahre 1946 - 55
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Im voranlaufenden Beitrag habe ich irrtümlich eine Toleranz bei der Kondensatorfertigung von +/- 20% genannt.

Das ist, bezogen auf die MP-Kondensatoren - wenigstens in diesem Fertigungszeitraum - nicht korrekt!

Die erlaubte Abweichung von der Nennkapazität betrug damals -20 bis +30% !

Dabei ist davon auszugehen, daß je kleiner die Kondensatoren waren um so größer die Abweichungen vom Aufdruck ausgefallen sind. Bei den Kapazitäten mit Werten im ein- bis zweistelligen µF-Bereich wurde hingegen eher etwas sparsamer konfektioniert. Das ist einfach damit zu erklären, daß es sich ja in jedem Falle um mehrere, miteinender verschaltete Einzelwickel kleinerer Kapazitäten handelt und so kann eben auch viel einfacher der geringstmögliche Wert geschaltet werden. Neben schwankender Papierdicke spielt natürlich auch die wechselhafte Konstanz der Metallisierung eine erhebliche Rolle für das Endprodukt.

Tatsächlich ist mir nie ein gesunder (!) Hilfskondensator mit deutlich mehr als den angegebenen 1,0 µF untergekommen, dagegen öfter welche die diesen Nennwert nicht erreichten.

Übrigens enthalten die älteren, ölgefüllten Siemens & Halske Zigarren immer nur einen einzigen Wickel - aber wie schon gesagt, das sind reine Papierkondensatoren für militärische Anwendungen und damit technologisch auf einem anderen Level zu verorten.
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(Eugen Ruge, Schriftsteller, 2018)
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Beitrag9/9, Verfasst am: 12.05.2023, 23:43   

Betreff: Ein Fall aus der BG19-Praxis!
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Es wird allgemein davon ausgegangen, daß die Phasenschieberkondensatoren MP-Typen seien.
Das ist leider ein verbreiteter Irrtum!

Wir finden allgemein in TBs sowohl einfache Papierkondensatoren, als auch MP-Typen und es gibt auch Hersteller, welche einen ELKO als Hilfskondensator benutzen. Da es sich in allen Fällen um Wechselstrom handelt, ist das selbstverständlich ein ungepolter Elyt, also im Grunde zwei in einem Gehäuse, nur gegensinnig verschaltet.

Bei den BG190 und BG19-1 sowie den ersten Serien des BG19-2 mit dreistelliger Fertigungsnummer sind ab Werk stets die aus Vorkriegsbeständen, überlackierten Papierkondensatoren mit Ölfüllung in zylindrischer Bauform. Hersteller Siemens & Halske, Kapazität 0,9 µF, liegende Montage, verbaut.

Oft funktionieren die tatsächlich noch - aber nicht immer und das hört man auch. Teilweise erst nach einer gewissen Laufzeit in der die Dinger schön warm werden. Dann fällt der Motor nicht mehr in Tritt. Parallelkapazitäten sind nicht vorgesehen, was vermutlich auf die enge Fertigungstoleranz zurückzuführen ist.

Als dieser Bestand aufgebraucht war, sind die großen prismatischen Typen aus Freiberg, Gera und wohl auch Görlitz, mit einer Nennkapazität von 1,0 µF eingesetzt worden. Es gibt davon Ausführungen mit Glasdurchführung und solche mit verlöteten Keramikrohren unterschiedlicher Länge. Hier muß man genau hinschauen, denn viele von denen sind ebenso nur hermetisierte Papierkondensatoren mit Ölfüllung. Diese Typen werden im Betrieb ganz leicht warm - das passiert bei einem MP nie! Am einfachsten stellt man das fest, wenn auch Korrekturkapazitäten verbaut wurden. Diese kenne ich ausschließlich als MP-Typen. Immer 0,1 µF / 3 kV. Hier ist die Erwärmung durch direkten Handvergleich zweifelsfrei feststellbar.
Doch das ist ja nicht alles!
Ein Motor der nicht "rund" läuft, hat einen höheren Stromverbrauch woraus eine größere Erwärmung desselben resultiert.

Ein BG19-2 macht ein recht lautes Eigengeräusch, was man im Leerlauf nicht mehr ignorieren kann. Also, der Motor läuft nicht rund, weil der Abgleich der Hilfsphase nicht korrekt ist. Wenngleich das Gerät ohne Probleme anläuft, auch im Warmzustand, kann das so nicht bleiben.

Aus dem Kasten geholt ergibt die Handprobe einer spürbare Erwärmung der Hauptkapazität, gegenüber den zwei kleinen Typen. Klarer Fall, es ist ein Papierbecher mit Öl, also ohne Metallisierung.
Bevor ich dort Hand anlege, möchte ich einen Test machen, ob man das starke Brummen irgendwie aufnehmen kann. Ich weiß noch nicht ob es mir gelingt - doch der Versuch ist es wert und dann kann das normale Laufgeräusch dagegengestellt werden.
Schaumermal!

Auf einen anderen, gar nicht so seltenen Fehler will ich nicht vergessen hinzuweisen: Das ist die Verwechselung der Hauptwicklung mit der Hilfswicklung! Sollte normalerweise gar nicht vorkommen, weil die Litzen lang genug sind um den Motor nicht ablöten zu müssen, doch bei einem Austausch desselben ist es nicht auszuschließen.
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Grüße aus der Lausitz von MichaelZ.

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