HG-one 三相減速馬達電磨改裝 HG-one driven with AC Inverter Powered Gear Reducer Motor

ugo426 · 2021-07-11T22:45:52+08:00

三級警戒即將於7/12進行微解封，也算是三級的一個轉型！這為期不算短的警戒時期，也陸續做了幾個勞作．趁著解封前，完成了最後一個大錐刀的電磨修改！為何會入手這台，純粹是618 WFH惹的禍！總之，沒幾天就來到家裡了！經過了磨刀的測試，以及這段時間調整了許多的磨豆機，認為磨豆機只要結構和磨盤正確，調教可以讓許多原本特性迥異的磨豆機獲得應有的表現。在等待所訂購的三相正交減速馬達的同時，用手搖方式測試了這台對岸的HG-one發現其還是有許多小手磨所沒有的優點！最大的優點就是使用流程更為順暢與快速！內建掃粉刷的設計，也有效減少了靜電吸附的咖啡粉。這台HG-one的連動結構設計，採用兩組傘齒輪互咬，特色的大圓盤所帶動的轉軸尺寸是15 mm。因此找台中空軸15 mm的減速馬達，加上鑽四個洞鎖上去，就完成了！是簡單又具有高整合度的改裝！！當然，我的機器一定是少不了要變速運轉的！因此，選了顆三相25W的直交減速馬達，減速比為30倍，可以獲得4.45 Ｎt.M的扭矩變頻器為三菱單相220 V, 100 W的S500系列變頻器!測試期間使用手搖磨豆的感覺，覺得這台機器研磨時並不費力，因此30倍減速比獲得43 rpm @ 50 Hz的輸出，研磨速度應該足夠，若要提高轉速的話，可以讓變頻器在60 ~ 120 Hz工作，可以順暢且不失扭矩地運轉。補述: 使用一個多月的心得，30倍減速比可以正常運作，但少部份淺焙的SHB極硬豆會有卡住的狀況，所以建議45倍或是60倍減速比的規格，應該甚麼都磨得動了!!三相馬達搭配變頻器的運轉真的非常細緻！隨手丟了一把220度下鍋的SIDAMO G1去測了一下！2秒鐘升速到設定的頻率，結束時2秒鐘降轉至0研磨時可以隨意調整轉速!! 順暢～～現在台上有四台磨豆機，大平刀、大錐刀、小平刀、小錐刀分別是變速的Ditting 804 LS 、 HG-one 、磨過刀盤的65 mm平刀、 1Z presso的JE-plus全部都是可以變速研磨的磨豆機！每天的四杯咖啡任選兩台研磨，沖煮出來測試風味，也不斷地比較不同磨豆機的特性！是每天早上值得期待的樂趣！味道如何？各有千秋！但無可否認的，都是好咖啡～～對享受咖啡的生活，那也就夠了！-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------相當多朋友私訊如何修改以及詢問馬達問題，我想就寫清楚吧！馬達減速箱型號查詢 4GN 30RC，其中4是減速箱尺寸，30是減速比，Ｒ是正交這是減速馬達的標準規格，尺寸、轉速、扭矩如下圖所示，廠牌不拘！取下飛輪之後，架好鍵和對準鍵槽就可以緊配裝上中空軸減速馬達。完成後，用電鑽鑽出四個洞，因為我用手鑽，容易有些許偏差，所以沒有攻牙第一等的應該會精準對位攻牙後，用螺絲鎖固！我是偷懶，手持電鑽開了四個深度差不多的洞之後，因為手持鑽孔的孔位對準稍微有偏差，因此沒有攻牙，直接自攻螺絲鎖進去固定！拍一張連同馬達的樣子！！這是我做過最快的改裝！我選了220V 25 W的三相馬達搭配變頻器進行變速運轉，變頻器的挑選和設定，可以參考我之前的文章以及變頻器說明書。----------------------------------------------------------------------------------------------後記: 分享給使用相同架構的同好

ugo426

701分

樓主

ugo426

個人積分：701分

文章編號：82973734

bakafish wrote:
為什麼小電鑽幾乎要用到最大扭矩30Nm，還是71mm刀盤不是83mm的
而大馬達只要7Nm就能磨(恕刪)

DC電鑽的按鈕開關，其實是一個電位計。
因此，12V電鑽要獲得最大的輸出，就是要按到底!!
不像一般常見的DC馬達，不管有刷無刷，標示12V通常餵給12V就是額定輸出
當然給6V甚至3V也會動，但是輸出就很小。(這時候就是電鑽的低轉速)

其實估算馬達所需要的扭矩，我是用手感去估算的!
HG-1的手搖轉盤直經215 mm，有效的轉動力距大約為12.5 cm
我感覺研磨時應該是使用大於3公斤的力量!
那麼，所需要的力矩大約就是0.37 公斤-米，也就是差不多3.7 Nm
所以才會選擇30倍減速比的減速馬達!!

可能我測試時沒有磨到硬豆，不然我可能會選擇45倍的減速比。
不過，經過變頻器的設定，可以應付我日常所有的狀況。
真遇到硬豆卡住的話，變頻器設定反轉一下再正轉，就可以順利研磨了。

bakafish

11665分

22樓

bakafish

個人積分：11665分

文章編號：82973836

ugo426 wrote:
DC電鑽的按鈕開關，其實是一個電位計。
因此，12V電鑽要獲得最大的輸出，就是要按到底!!

是的，開關按的深淺，轉速會有差
Bosch的兩個轉速檔位設計，都是按到底
低速檔按到底約400轉，高速檔按到底約1500轉
這個檔位設計不知道是切換齒比，還是切換最大電壓
看了一些文章說是切換齒比，低速檔有較大扭力

我剛才拿3.6V的電動起子去玩加了進豆擋片的Helor 106磨中深焙豆
竟然還是磨不太動
手搖起來很輕鬆
感覺電動起子的扭矩是虛標

bakafish

扭矩不知道，轉速有人用儀器實測過是差滿多，也許也是電壓的關係

2021-09-14 9:07

black_2006

開關深淺是裡面 PWM 控制器電位器的位置，高低速變換是切換齒比，所以低速比較有力。

2021-10-07 2:01

chuan07

750分

23樓

chuan07

個人積分：750分

文章編號：82974996

最近弄好了ugo大的電動HG-1版本後,我的Helor102就收起來當擺飾品了,雖然我是接電起磨豆速度很快沒錯,但電起全速下的噪音真的很大,而這顆低轉速的三相馬達基本上運行時很安靜,運轉時HG-1齒輪箱內的齒輪咬合聲音還比它大些(可能對岸版的齒輪精度較差所致

),所以可以跟手磨一樣聽到豆子被慢慢碾碎研磨的聲音其實很療癒,因此Lagom P100最近使用的頻率也減少很多,一方面也想多磨合Mazzer 187c red speed這顆難搞的刀盤看看會不會變好

這系統運轉安靜平順。可是HG-one齒輪箱使用了簡單的傘齒輪，這種低精度齒輪是噪音的元凶!! 若他們使用螺旋齒輪應該就會好非常多!! 我是有拆開齒輪箱，補充了一些鋰基潤滑黃油。

2021-09-13 17:46

chuan07

我也有拆開齒輪箱，把原本的黃油全部弄掉換比較好的潤滑油，轉起來有比較順，但傘齒咬合的聲音還是無解，如果改天找到合用的螺旋齒輪規格品或許有解。

2021-09-13 18:27

Coffee dodo

10分

24樓

Coffee dodo

個人積分：10分

文章編號：82977257

齒輪轉動噪音，如果把其中一顆齒輪改成非金屬材質的，不知道會不會有降噪的功效，前提是要找到堅韌的材質

chuan07 wrote:
最近弄好了ugo大的(恕刪)

ugo426

701分

樓主

ugo426

個人積分：701分

文章編號：82979416

Coffee dodo wrote:
齒輪轉動噪音，如果把(恕刪)

換齒輪材料應該有用，但工程可能比想像中大，其實只要將HG-one齒輪箱中的"正傘齒輪"
改成齒距較密的"螺旋傘齒輪"或是"戟齒輪"的形式就好!
可是還要去找規格，還有可能要訂做，之後還要拆裝組合，工程也不小。
現行使用的傘齒輪加點鋰基黃油，其實噪音沒有想像中大。

點我看大圖

Coffee dodo

10分

26樓

Coffee dodo

個人積分：10分

文章編號：82987074

請問塗黃油日後會不會變黏稠？會出現另一種黏著的聲音？我好像胡思亂想來亂的

不好意思

ugo426 wrote:
換齒輪材料應該有用，(恕刪)

chuan07

750分

27樓

chuan07

個人積分：750分

文章編號：83123573

訂製了一些配件將機子弄得窄一些比較好擺位。

原本的軸覺得短了點，再訂製了一根軸加長。

再來就剩外箱及裝飾就算完成了。

ugo426

701分

樓主

ugo426

個人積分：701分

文章編號：83125156

讚!! 這樣看起來輕盈許多，鋁原色底版噴個漆應該整體視覺更好。
變頻器若是沒有經常變動頻率，可以考慮裝個ON-OFF-ON的搖臂開關
可以輕鬆的啟動正轉、停止以及反轉，應付所有的狀況。
我的DITTING 804就是這樣搞! 但是只有正轉，因為DITTING從不卡豆!!

點我看大圖

kenneth629

請教那個正反開關是接線到STF, REX, L1嗎

2021-10-21 14:36

不是耶，是SD。正轉STF-SD，反轉REX-SD

2021-10-21 16:15

black_2006

41分

29樓

black_2006

個人積分：41分

文章編號：83174272

chuan07 wrote:
訂製了一些配件將機子(恕刪)

一路看下來，我總覺得這個馬達的選擇，不是最合理的，有那個變頻器讓整個系統看起來像是很高級，但有必要嗎？要我來選馬達，110V，100W或150W 直流馬達，配個PWM控制器，依照直流馬達轉速以及磨豆所需轉速，配減速比，只要功率夠大，再硬的豆子都直接輾壓，轉速也可以更穩定，還可以省很多錢。

chuan07

750分

30樓

chuan07

個人積分：750分

文章編號：83175621

black_2006 wrote:
一路看下來，我總覺得這個馬達的選擇，不是最合理的

我想您誤會ugo大的意思了.當然更大功率的馬達可以有更大的扭矩,磨豆時當然也會更加順暢.但ugo大的這套電機是最簡單的改裝方式,4GN減速箱的中空軸剛好可以套進HG-1的轉軸不用加裝任何聯軸器,只要再鎖上4顆螺絲固定好馬達,接好變頻器後就可以運轉.

而要用4GN的減速箱也只能配25W的馬達,只能靠減速比去選擇需要的扭矩,所以相對轉速就比較難拉高,但家用轉速慢點也無所謂,ugo大這套電機買下來我花不到台幣3000(不含我買錯的電機

),算是低成本的改裝了.

題外話,最近外觀部分也大致搞定開始想調校刀盤,結果發現內刀盤轉動時會擺動,也沒有居中.山寨版HG-1的精度還是不行 orz