Linearer Motor als Servo Grundsatzfragen

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Autor
Linearer Motor als Servo Grundsatzfragen
Suche nach: motor (30949)

    







BID = 553082

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach
 

  



Zitat :
So jetzt werde ich Tests machen ich hab dünnes Kupfer-Kabel gefunden
welches bei 1m&67cm 4Ohm hat das wird jetzt um ein Plastik-rohr gwickelt
und ein Eisenstab wird reingesteck...
Die Stärke eines Elektromagneten ist nicht durch seinen Widerstand gegeben sondern durch Stromstärke und Windungszahl.
Der ohmsche Widerstand verursacht nur Verluste und Erwärmung.

Wenn man das durchrechnet, kommt dabei heraus, dass man den vorhandenen Raum für die Wicklung möglichst vollständig mit Kupfer füllen sollte.
Über die Drahtstärke kann man den Elektromagnet der vorhandenen Betriebsspannung anpassen.
Wenn man von einer derartig vollgewickelten Spule etwas abwickelt, und sie mit gleichbleibender Spannung versorgt, so verändert das die Stärke des Magnetfeldes nicht, aber man braucht mehr Strom und die Spule erwärmt sich stärker.

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BID = 553164

photonic

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Beiträge: 1301
Wohnort: Zürich, Schweiz

 

  


Zitat :


Ein Stück Alu Blech (1000*600*1mm) kostet rund 24€ das selbe format
Blech aus Eisen kostet 9€ da aber 1mm starkes Blech extrem steif ist
brauch ich nur 1/3mm
Ich bin mir nicht sicher wie du dir das mit dem Kegel in der Düse vorstellst
Ich habs so vestanden -> siehe Bild.

Ob es nun einfach ist den Kegel in X und Y -Richtung zu vershieben ?
Ich kann es mir nur so vorstellen:
Der Kegel wird von unten mit einem elastischen Stab gehalten.
Die zwei Sevos schieben/ziehen mit jeweils einem Stägel in X und Y- Richtung



Das heisst also dass die Konstruktion doch sehr riesig wird und die Klappe Abmasse von mehr als einem halben Quadratmeter hat? Ob das Blech steif ist oder nicht hängt sehr von der Grösse ab. Da du schreibst du hättest es mit 300 Hz angetrieben, denke ich mal es ist kleiner, da die erforderliche Leistung sonst exorbitant gewesen wäre... Wie gross wird das ganze nun?

Das mit dem Kegel habe ich mir so ähnlich vorgestellt, nur dass er tiefer in der Düse sitzen sollte, so dass sich am Austritt ein verstellbarer Ringspalt bildet. Evtl ist auch ein Teil in der Form eines Doppelkegels sinnvoller um einen wirbelfreien/wirbelarmen Luftstrom hinzubekommen. Damit das Ganze die von dir geplante mechanische Gewalt übersteht, wäre z.B mit GFK laminiertes Styropor ein mögliches Baumaterial für den Kegel.

BID = 553189

spielkind

Gerade angekommen


Beiträge: 14
Wohnort: Zuhause


Zitat :

Die Stärke eines Elektromagneten ist nicht durch seinen Widerstand gegeben sondern durch Stromstärke und Windungszahl.
Der ohmsche Widerstand verursacht nur Verluste und Erwärmung.


Ist mir auch schon aufgefallen dass die Spulle schnell recht heiß wird
deshalb hab ich schon kleine Alu-külbleche mit Epoxi drangeklebt

-> Ich brauche aber unbedingt 4 Ohm weil ich meinen Audioverstärker nicht
kurzschießen/überhitzen will


Zitat :

Wenn man das durchrechnet, kommt dabei heraus, dass man den vorhandenen Raum für die Wicklung möglichst vollständig mit Kupfer füllen sollte.
Über die Drahtstärke kann man den Elektromagnet der vorhandenen Betriebsspannung anpassen.


Genau das gumierte Kabel das ist Anfangs genommen habe war entäuschend
weil etwa nur ein Dritel der Stärke Kupfer war und der Rest Gummi...
Ein alter Motor aus einem Wäschetrockner geschlachtet und shon hat man
1A Kupferdraht mit einer sehr dünnen Lackschicht drauf

Weiter habe ich auf D.I.Y. Coil-Gun Webseiten herausgefunden
dass man besten möglich wenig Windungen übereinander sein sollen
da sie so nah wie möglich am Metal-kern sein sollen


Zitat :

Das heisst also dass die Konstruktion doch sehr riesig wird und die Klappe Abmasse von mehr als einem halben Quadratmeter hat?


Nein, Nein die 1000 * 600 *1mm ist die Größe in der man das
Blech zu kaufen bekommt wenn man nicht gerade ein par 100Meter Rollen im Großhandel kauft.
Ich hatte doch geschrieben das das Blech-stück(->Klappe) rund
5*8cm groß ist (das war im dem Post mit den +-300Hz)
-> HoHo wenn ich das Ding bei 1m*60cm mit 300Hz mit dem Hub
vibrieren lassen könnte würde ich einen Subwoofer draus bauen


Zitat :

Das mit dem Kegel habe ich mir so ähnlich vorgestellt, nur dass er tiefer in der Düse sitzen sollte, so dass sich am Austritt ein verstellbarer Ringspalt bildet. Evtl ist auch ein Teil in der Form eines Doppelkegels sinnvoller um einen wirbelfreien/wirbelarmen Luftstrom hinzubekommen. Damit das Ganze die von dir geplante mechanische Gewalt übersteht, wäre z.B mit GFK laminiertes Styropor ein mögliches Baumaterial für den Kegel.


Doppel-kegel ? so dass es im Querschnitt wie eine Raute ausschaut ?
Ich hatte mir das eher wie ein Ei oder Wassertropfen vorgestellt
um Luftverwirbelungen zu vermeiden ->siehe Bild

Auch der Querschnit der Düse muss ziemlich groß sein damit die 20cm
Styropor auch bei starker Ablengkung noch ausbalanciert werden kann

Dein System scheint mir überlegen(vor allem eleganter) zu sein aber ich sehe ein Problem
beim dimensionieren:

Die Düse & der Kegel muss gebaut werden, wir benutzen einen Radiallüfter -> eckiger Luftaustritt
Berechnen -> scheint mir unmöglich (Stömungs-simalulations-software proggen = Lebensaufgabe)

Also bleibt nur ausprobieren, Das kostet unglaublich viel Zeit
Ich sehe derzeit keine Möglichkeit das irgentwie Symetrich hinzubekommen.

Ich werd den "Maschienlebauer" mal fragen ob wir das machen können

Das Design mit 4 Luftstralen hat beim Test aus Pappe (ohne Balance)
auf Anhieb funktioniert...

edit: Bild war im falschen Format




[ Diese Nachricht wurde geändert von: spielkind am  3 Okt 2008  2:13 ]

BID = 553209

Ltof

Inventar



Beiträge: 9328
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Zitat :
spielkind hat am  1 Okt 2008 18:18 geschrieben :

Ich hatte schon die Idee einfach einen Lautsprecher zu zerpfücken,
Leider haben die zu wenig hub und sind mit 0,03% Wirkungsgrad extrem
uneffizient...

Das dürfte wohl für das Gesamtsystem Lautsprecher/Membran/Gehäuse gelten und nicht nur für den darin befindlichen "Antrieb". Der Wirkungsgrad des Magneten alleine dürfte wesentlich besser sein.

Es gibt billige "Bass-Shaker". Das sind quasi Lautsprecherspulen, die irgendwo angeschraubt werden und durch die Massenträgheit das Magneten die Befestungsfläche in Schwingungen versetzen. Dazu musst Du nicht mal einen Lautsprecher schlachten. Einfacher geht es nicht. Das wird m.E. viel besser als das Gebastel mit einem selbst gemachten Hubmagneten. Falls der Hub wirklich zu gering ist, kann das Teil ja dichter am Knickpunkt des Bleches angebracht werden.

http://www.google.de/products?hl=de.....ab=wf

Übrigens: Das Eisenblech heißt Stahlblech!

Gruß,
Ltof

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„Schreibe nichts der Böswilligkeit zu, was durch Dummheit hinreichend erklärbar ist.“
(Hanlon’s Razor)

BID = 553244

photonic

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Doppelpost entfernt

[ Diese Nachricht wurde geändert von: photonic am  3 Okt 2008 12:50 ]

BID = 553246

photonic

Schreibmaschine



Beiträge: 1301
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Die Form des Körpers ist wahrscheinlich auch nicht so kritisch. Inspiration könnte man sich auch von Strahltriebwerken von Verkehrsflugzaugen nehmen, einfach diese Form nachmachen.

die Version mit den Luftklappen ist aber sicher gut, wenn ihr schon den ersten Prototypen damit erfolgreich getestet habt. Alternativ zu den magnetisch betriebenen Klappen wäre z.B die Luft zuerst in 4 Kanäle aufteilen aund dann eine einfache Drosselklappe in jedem Luftkanal eine Lösung, auch wieder von einem schnellen Modellbauservo angetrieben.

Von der Bauart so:

http://www.czba.com/images/Drosselklappe.jpg


BID = 553248

spielkind

Gerade angekommen


Beiträge: 14
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Zitat :

Es gibt billige "Bass-Shaker". Das sind quasi Lautsprecherspulen, die irgendwo angeschraubt werden und durch die Massenträgheit das Magneten die Befestungsfläche in Schwingungen versetzen. Dazu musst Du nicht mal einen Lautsprecher schlachten. Einfacher geht es nicht. Das wird m.E. viel besser als das Gebastel mit einem selbst gemachten Hubmagneten. Falls der Hub wirklich zu gering ist, kann das Teil ja dichter am Knickpunkt des Bleches angebracht werden.


Hm das klingt ja sehr gut, und billig sind die Dinger wirklich
beim blauen P bekommt so ein Teil mit passendem Verstärker für
rund 13 Euro

Frequenz 15 bis 80Hz
-> 80Hz sind ok
-> die untere Grenze bei Lautsprecher hab ich nie verstanden
ich habe Mitteltöner schon mit 2 Hz betrieben. Das wabblet dann hin und her, macht natürlich kein hörbaren Ton
-> Heißen die unteren 15Hz dass man das ding nicht darunter betreiben soll da sie dann schnell das Zeitliche segnet ??

[ Diese Nachricht wurde geändert von: spielkind am  3 Okt 2008 12:51 ]

BID = 553254

Niy

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Jein,
wenn du einen Lautsprecher beispielsweise mit 0,000001Hz (also fast schon Gleichstrom) betreibst, brennt er dir ab.
Die Spule wird durch den Luftstrom gekuehlt, der beim Betrieb entsteht.

Wenn du ihn nur knapp ausserhalb betreibst, dann ist das eher im Bereich der schlechten Resonanz einzuordnen.

BID = 553269

spielkind

Gerade angekommen


Beiträge: 14
Wohnort: Zuhause

@ Photonic
das mit den Drosselklappe bedeutet
dass es einfacher zu bauen ist,
es wird aber auch schwieriger zu steuern
denn wenn eine Drosselklappe den Luftaustoß reduziert
dann erhöht sich der Druck auf den anderen 3 Seiten.

Steuern -> fällt in mein Aufgabenbereich

Bei den Klappen brauch ich nur in 2 Richtungen zu denken:
Wenn ich die Klappe verschiebe erhöht sich der Druck auf der
einen Seite und Reduziert sich auf der Gegenüberliegenden
Hier befindet sich bei 2 Luftauslässen jeweils ein Utraschall-sensor
wenn die Kugel zu nah drann bzw. zu weit weg ist wird gegengesteuert


Am einfachsten zu steuern ist natürlich der Kegel in der Düse
da brauch ich quasi nur den Kegel in die andere Richtung zu bewegen
wie sich die Styropor-kugel bewegt, es braucht dann nur eine Webcam von
oben -> Farbe der Styropor-Kugel dient als Erkennung



@Niy

Hm bei meiner Anwendung kann es aber schon vorkommen dass ich die
volle Auslenkung für 100 bis 200ms brauche...(also runter bis 5Hz)
Danach hat die Spule aber viel Zeit zum abkühlen da sie
warscheinlich 95% der Zeit garnicht angesprochen wird...

Ist das jetzt noch akzeptabel (also knapp ausserhalb) ?



[ Diese Nachricht wurde geändert von: spielkind am  3 Okt 2008 14:04 ]

BID = 553353

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

Eine gangbare Möglichkeit eine Klappe sehr schnell zu bewegen, sehe ich darin, zwei (auf jeder Seite einen) Kopfpositionierer von alten Harddisks zu verwenden. Diese bewegen sich ja von Hause aus in der gewünschten Weise.

Die Klappe müsste aber auch dann extrem leicht sein, z.B. aus dünnem harten Alublech, und eingepresste Sicken zur Versteifung haben.
Evtl. könnte man den Boden einer Fischdose aussägen.
Stahlblech ist viel zu schwer.

Bevor du aber ans Bauen gehst, solltest du einfach mal die mechanische Blindleistung ausrechnen, die man benötigt um eine Klappe bestimmter Grösse und Masse mit der von dir gewünschten Geschwindigkeit und Hub zu bewegen.
Dann wirst du schnell merken, dass dein Verstärker vom Ghettoblaster in keinster Weise dafür ausreicht.

Du bewegst dich mit deinen Vorstellungen soweit ausserhalb der Realität, dass man schon sagen könnte: im luftleeren Raum.
Deshalb werde ich auch nichts mehr dazu sagen.

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BID = 553365

unlock

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Beiträge: 901
Wohnort: Mosbach

Hast du eigentlich auch an die Materialermüdung am Biegepunkt der Klappe gedacht?
Evtl.könntest du die Klappe etwas länger bauen um
1.einen kleineren Biegeradius zu erhalten und
2.weniger Kraft aufwenden zu müssen(Hebelgesetz)

_________________
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BID = 553366

spielkind

Gerade angekommen


Beiträge: 14
Wohnort: Zuhause


Zitat :

perl

Eine gangbare Möglichkeit eine Klappe sehr schnell zu bewegen, sehe ich darin, zwei (auf jeder Seite einen) Kopfpositionierer von alten Harddisks zu verwenden. Diese bewegen sich ja von Hause aus in der gewünschten Weise.

Die Klappe müsste aber auch dann extrem leicht sein, z.B. aus dünnem harten Alublech, und eingepresste Sicken zur Versteifung haben.
Evtl. könnte man den Boden einer Fischdose aussägen.
Stahlblech ist viel zu schwer.

Bevor du aber ans Bauen gehst, solltest du einfach mal die mechanische Blindleistung ausrechnen, die man benötigt um eine Klappe bestimmter Grösse und Masse mit der von dir gewünschten Geschwindigkeit und Hub zu bewegen.
Dann wirst du schnell merken, dass dein Verstärker vom Ghettoblaster in keinster Weise dafür ausreicht.

Du bewegst dich mit deinen Vorstellungen soweit ausserhalb der Realität, dass man schon sagen könnte: im luftleeren Raum.


Hm Vorstellungen im luftleeren Raum ?
Spontan : Kopfpositionierer von alten Harddisks...

Glücklicherweise hab ich schon ein paar Festplatten auseinander genommen
um zu wissen dass die Ärmchen zwar unglaublich fix sind
aber auch ebenfalls extrem leicht und schwach, die sind dafür
gedacht im Vakuum ohne Luftwiderstand zu arbeiten...

Die biegen nur Alu-Folie...
(Ich hab schon welche mit dem Finger blokier: man spürt kaum was)

Mein Bastel-Hubmagnet hingegen kann die Klappe mühelos von Anschlagpunkt zu Anschlagpunkt knallen (mit 13Watt RMS Billig verstärker) , leider ist der Hubmagnet zu träge weil die Metallstange zu schwer ist

Ich hab vershiedene Bass-Shaker(bis 100Watt RMS) bestellt und wenn die Dinger ein Bett oder Sofa & Benutzer schütteln könnten dann wird es wohl
kein Problem geben an meinem 5 Gramm Alu-Blech zu rütteln


Zitat :

perl

Deshalb werde ich auch nichts mehr dazu sagen.

Ich bitte darum !
den im Gegensatz zu deinen voherigen Posts die recht hilfreich waren,
war dein lezter Post feindlich und arogant.

BID = 553375

spielkind

Gerade angekommen


Beiträge: 14
Wohnort: Zuhause


Zitat :

Hast du eigentlich auch an die Materialermüdung am Biegepunkt der Klappe gedacht?
Evtl.könntest du die Klappe etwas länger bauen um
1.einen kleineren Biegeradius zu erhalten und
2.weniger Kraft aufwenden zu müssen(Hebelgesetz)


Hm klingt gut... und 8 cm reichen nicht?
Ich dachte das wär schon ziemlich lang

Materialermüdung:
Ja ich gehe davon aus dass das Blech dann früher oder Später einfach brechen wird...
(Jede Maschine versagt irgentwann)
Aber ich dachte da ich das Blech nur elastisch
und nicht plastisch verbiege dass das doch sehr lange dauern wird :
Ich denke da an Scharniere von Plastik-frisch-halte Boxen
die sind sehr sehr dünn(werden auch gebogen, meist über 180°) und halten Jahre im Täglichen Gebrauch
->Ich weis dass das Beispiel mit den Haaren herbeigezogen ist...
-> Plastik ist kein Alu, viel weniger Zücklen, u.s.w.

Meine Konstruktion muß nicht alzulange halten -> bis zum Ende dieses Semesters würde schon reichen

Rein hypothetisch:
Falls daraus tatsächlich ein Produckt (für Transport extrem zerbrechlichen leichten kleinen Wertgegenstände)werden würde,
müsste die Alu Klappe einer super-robusten hight-tech Faser weichen
-> Das ist aber wohl sehr unrealistich, da es so ein Luft-system nicht
gibt und es trotzdem möglich ist alles zu transportieren
...

Um wieviel müsste ich die Klappe denn verlängern und wieviel bringt
mir das dann?
Wenn ich sie länger mache wird sie dann nicht auch schwerer und träger?
Noch ein Gedanke : Je länger der Kanal desto schwerer hat es
der Lüfter die Luft hindurch zu schieben...

BID = 553376

photonic

Schreibmaschine



Beiträge: 1301
Wohnort: Zürich, Schweiz


Zitat :

Glücklicherweise hab ich schon ein paar Festplatten auseinander genommen
um zu wissen dass die Ärmchen zwar unglaublich fix sind
aber auch ebenfalls extrem leicht und schwach, die sind dafür
gedacht im Vakuum ohne Luftwiderstand zu arbeiten...


Eine Festplatte ist übrigens nciht evakuiert, dann wäre sie nciht funktionsfähig.


Zitat :
Mein Bastel-Hubmagnet hingegen kann die Klappe mühelos von Anschlagpunkt zu Anschlagpunkt knallen (mit 13Watt RMS Billig verstärker) , leider ist der Hubmagnet zu träge weil die Metallstange zu schwer ist


mit welcher Frequenz schafft er das?


Zitat :
Ich hab vershiedene Bass-Shaker(bis 100Watt RMS) bestellt und wenn die Dinger ein Bett oder Sofa & Benutzer schütteln könnten dann wird es wohl
kein Problem geben an meinem 5 Gramm Alu-Blech zu rütteln


Jein, du wirst sie stark modifizieren müssen. Die Teile sind dafür ausgelegt eine schwere Masse anzutreiben, dafür mit geringer Amplitude. Du musst die bewegliche Masse auf das Minimum reduzieren, sonst wird das nix. Mit einem gewöhnlichen fetten Basslautsprecher bist du viel besser beraten. Schnitze die Membran und den Korb weg und montier z.B ein Kohlefaserrohr (leicht, steif) in der Mitte, so dass es linear bewegt wird. Oder eben kaufen oder slebst bauen, so in dieser Art könnte vielversprechend sein:

http://www.h2wtech.com/noncommdcactu.htm

Der nächste Schritt wird noch die Regelung werden, du musst die Position deines Stellventiles kennen und darauf regeln, sonst wird das nur undefiniert in der Gegend rumflattern. Für eine vernünftige Regelung der Ballposition dürfte nur Null- und Vollauschlag nicht reichen.

BID = 553378

photonic

Schreibmaschine



Beiträge: 1301
Wohnort: Zürich, Schweiz


Zitat :

Materialermüdung:
Ja ich gehe davon aus dass das Blech dann früher oder Später einfach brechen wird...


Jein, du must das so dimensionieren dass die Dauerfestigkeit für Biegewechselbeanspruchung des Blechs nicht überschritten wird. Wie man das genau macht weiss dein Maschinenbauer, der lernt das in seinem Studiengang.


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