Steuerung eines Elektromagneten

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Autor
Steuerung eines Elektromagneten

    







BID = 134261

Mr Spucky

Gerade angekommen
Beiträge: 8
 

  


Vielen Dank für die schnelle Antwort!

Ich habe mir schon fast gedacht, dass das Ganze ein wenig komplizierter wird
Ist es praktischer die Pulse über ein NE555 Timer-Baustein zu steuern oder besser über die Software?
Bei der Spannungsüberwachung, weiß ich im Moment nicht ganz genau, was du meinst? Ich würde sie per Spannungsmessung einfach als entsprechende Programmvariable mit berücksichtigen. Oder ist das keine so gute Idee?

Gruss
Spucky

BID = 134369

Ltof

Inventar



Beiträge: 9322
Wohnort: Hommingberg

 

  


Zitat :

PWM wird im Falle der industriellen Anwendung (Sehr starke Magnete) mit gepulstem Strom betrieben.


Glaube ich nicht. Wie soll das gehen? Die Spule ist bestrebt, den Strom aufrecht zu erhalten. Jeder Stromänderung folgt sie nur ungern. Mit einer gepulsten Spannung sollte das viel einfacher gehen. Der Strom fließt während der Abschaltphase durch eine Diode - wie bei jedem simplen Step-Down-Wandler. Der Strom kann über eine Shunt leicht gemessen werden.

Ein Step-Down-Wandler quasi kurzgeschlossen macht das doch schon. Es wird dann nicht die Ausgangsspannung, sondern der Ausgangsstrom am Shunt geregelt - damit dann doch wieder eine Spannung, nur dass diese sehr klein ist.

Mit gemeinen Spannungsspitzen ist dabei auch nicht zu rechnen. Einzig eine gezielte, sehr schnelle Abschaltung des Magneten ist mit dieser Variante nicht möglich. Die Abschaltcharakteristik lässt sich noch über die größe des Shunts beeinflussen.

Gruß,
Ltof

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

BID = 134387

Ltof

Inventar



Beiträge: 9322
Wohnort: Hommingberg

@gurke ein paar Fragen:

1. Welchen Widerstand hat Eure nun gewickelte Spule? Oder welchen Draht habt Ihr genommen? Dann kann ich es selbst überschlagen.

2. Wollt Ihr statische Messungen mit dem Elektromagneten machen oder braucht Ihr schnelle Feldstärke-Änderungen?

3. Würde eine Restwelligkeit des Stromes stören?

Gruß,
Ltof



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

BID = 134622

hajos118

Schreibmaschine



Beiträge: 2453
Wohnort: Untermaiselstein

@ltof:
Ohne jetzt zu viele Firmengeheimnisse zu verraten:
Die Magnete werden aus einem Kondensatorpaket mit gleichgerichteter Netzspannung versorgt und mittels LEM Wandler die effektive Stromstärke durch die Spulen geregelt.
Dabei wird (natürlich) die Stromzuführung unterbrochen (daher gepulster Strom), ohne jedoch die Höhe der Spannung weiter zu beachten.
ÜBRINGENS:
NIX ZUM NACHBAUEN!!!!
Es gibt hier Spannungen von über 600 Volt zubeherrschen (am entsprechenden 3-phasigen Netz)

BID = 135082

Mr Spucky

Gerade angekommen
Beiträge: 8

Hallo da draußen!

Ich habe ein wenig im Conrad-Katalog gestöbert und folgendes gefunden:


http://kaufen.conrad.de/pwm_schaltnetzteil_platine-36.asp


Es ist ein PWM-Schaltnetzteil für 0 - 30 V/DC Spannungsversorgung und 10mA bis 4A Strombegrenzung. Wenn ich das nun richtig überblicke, könnte ich diesen Schaltplan gut für meinen eigenen Bedarf benutzen und kleinwenig modifizieren, oder? Sprich, Spannungsregelung weglassen und die Strombegrenzung auf 5A vergrößern.

Liege ich da richtig? Nur zur Wiederholung, ich wollte einen Steuerung eines etwas größeren Elektromagneten realisieren. Ströme von bis zu 5A sollen dem E-Magnet zur verfügung stehen


Gruss
Spucky

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Mr Spucky am  2 Dez 2004 13:32 ]

BID = 135087

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

ich frage mich, wozu dieses Ding den immens großen Kühlkörper braucht, wenn es denn als Schaltregler arbeitet.
Das sieht mir weniger nach hohem Wirkungsgrad als nach verkorkstem Design aus...

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Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.



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BID = 135889

gurke

Gelegenheitsposter



Beiträge: 78


Zitat :
ltof hat am 30 Nov 2004 19:36 geschrieben :

@gurke ein paar Fragen:

1. Welchen Widerstand hat Eure nun gewickelte Spule? Oder welchen Draht habt Ihr genommen? Dann kann ich es selbst überschlagen.

2. Wollt Ihr statische Messungen mit dem Elektromagneten machen oder braucht Ihr schnelle Feldstärke-Änderungen?

3. Würde eine Restwelligkeit des Stromes stören?

Gruß,
Ltof





Hallo
Unsere Spule hat einen Widerstand von... ach Mist ich hab sie hier jetzt nicht zu Hause.. ich meine mich an die letzte Messung zu erinnern, um die 10 Ohm.

Wir brauchen schnelle Feldstärke-aenderungen! Ziel ist es eine Kugel in den Schwebezustand zu bringen, es muss also ihre Position überwacht werden und danach der Magnet gesteuert werden.

Was du mit Restwelligkeit meinst, weiß ich jetzt leider nicht, wenn der Strom nicht sehr stabil ist brummt die Spule bzw der Kern, oder ?
Ich hoffe du kannst beurteilen, ob diese Restwelligkeit dem zu lösenden Problem im Wege stehen wuerde!


BID = 146883

gurke

Gelegenheitsposter



Beiträge: 78

unsere spannungsgesteuerte stromquelle ist, wie gesagt, schon länger gebaut.

Nun haben wir das ganze drumherum zu unserem Projekt soweit fertig, es ging in die Bewährungsprobe dieser Schaltung.

Hier mal nen Bild:

Bild eingefügt

Der DA wandler funktioniert korrekt, wir verwenden seine interne Referenzspannung, die bei (etwa) 2048 mV liegt.
Wenn man jetzt die Ausgangsspannung des Wandlers ganz langsam milivolt um milivolt erhöht, so ist aber der Spannungsverlauf am Ausgang des OPV nicht der, den wir erwartet haben. Ich hab den Aufbau mal wieder nicht hier und keine Wertetabelle aufgeschrieben, aber ich weiß nur, dass sehr oft Riesenschwankungen auftraten, dass der ausgang des OPV zwischen 4 Volt und 17 Volt förmlich umhersprang ( gar nicht mal so kurze abstände... das ganze erscheinte mir willkürlich) und selbst bei nicht veraenderter DAwandler ausgangsspannung nicht konstant blieb.. in irgend einem bereich konnten wir die ausgangsspannung des OPV sogar mal richtig gut beeinflussen.. da klappte das ganze so wie wir es wollten. Alles einmal abgeschaltet und neu angestöpselt haben wir aber so eine Stelle nicht oder woanders wiedergefunden.
An einem Tag, so erinnere ich mich, freute ich mich sogar, dass ich im Bereich von 250 mV bis 900 mV Ausgangsspannung am Wandler, ein sehr großes SPektrum ( 5 Volt bis 17 oder so ) am OPV sogar einigermaßen Linear erzeugen konnte... zu jedem AUsgangswert am Wandler gehoerte ein wirklich passender am OPV..

Diese gute Funktionsweise haben wir aber nie wieder erzeugen können.

Kann es sein, dass der OPV "Kaputt" ist ?
gibt es eventuell bessere? Der, den wir haben... der scheint vom Typ her sehr alt.. eingescanntes datenblatt usw.

Hoffe ihr könnt ein paar Tipps geben


BID = 147230

gurke

Gelegenheitsposter



Beiträge: 78

entschuldigt dass ich den thread hiermit künstlich nach oben schiebe, aber da ich gleich wieder zum kollegen fahre und weiterbaue wäre es echt hilfreich, wenn hier noch jemand das problem vorher kommentiert...


also zusätzliche information sollte man vielleicht noch sagen, dass wir die Spannung an der Spule immer zwischen "sehr hoch" und maximal halten müssen... also im prinzip dort die schwankungen steuern wollen. Es ist gar nicht UNBEDINGT Nötig, das gesamte Spektrum ansprechen zu können.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: gurke am  7 Jan 2005 19:39 ]

BID = 148359

gurke

Gelegenheitsposter



Beiträge: 78

Das genaue Problem ist folgendes:
Der Ausgang des Operationsverstärker ist konstant fast auf Versorgungsspannungsniveau, weshalb ein konstanter Strom durch die Spule fließt und an IN- vom OPV über dem Shunt eine konstante Spannung anliegt.

In diesem Zustand veraendert der OPV seinen Ausgang nicht mehr, egal was man an IN+ fuer eine Spannung anlegt. sie kann unter der von IN- sein ( sogar 0 ) oder drüber bzw weit über IN- liegen, der OPV veraendert seinen ausgang NICHT.

der OPV ist kaputt könnte man denken. wir haben 3 stück.. sogar verschiedene, allerdings gleich beschaltet..
Setzt man jetzt einen von ihnen in der Schaltung ein, dann tritt dieses Phänomen ein.
Um sicher zu gehen, dass die OPV's wirklich nicht kaputt sind, haben wir folgendes durchgeführt:

IN+ KONSTANT 5 Volt ( von einem beliebigen netzteil ) ,
versorgungsspannung+ 10 Volt von einem anderen netzteil.
versorgungsspannung- Masse ( also keine negative V- )
IN- variabel von einem weiteren Netzteil.
Alle Massen der Netzteile sind verbunden.
Ausgang des OPV wir ständig mit einem Voltmeter überwacht.

Dieser Aufbau soll die FUnktion der OPV überprüfen, ohne, dass irgendeine " Last " am Ausgang ist. Der Ausgang soll jetzt in der Theorie nahe an der Versorgungsspannung liegen, solange ich mit IN- unter 5V bin. bin ich drüber, sollte der AUsgang zurückgefahren werden.

und ganz ehrlich... das hat funktioniert.. um 5V IN- rum ( also bisschen drunter und bisschen drüber, ist der ausgang des OPV zwischen 1,5 ( an dieser stelle : ist es praktisch unmöglich, dass der OPV in diesem fall eine Spannung nahe 0 ausgibt? also näher an 0 als 1,5) und 9,6 V geschwankt..
IN- klar unter 5V bedeutet auch 9,6 V am ausgang, natuerlich. und IN- klar über 5 V bedeutete 1,5 V am ausgang, auch logisch.

der OPV ist also sicher nicht kaputt, kann aber dennoch seinen Ausgang nicht veraendern in der zusammenhaengenden schaltung. ( bei uns im konkreten fall sind jetz die gates von 4 BUZ21 an den ausgang angeschlossen ).
Das komische eben ist nur, dass es mal gut funktioniert hatte ( mit exakt dieser schaltund, die wir auch jetzt verwenden ).
Ich hab die gesamte Schaltung unter verwendung neuer Bauteile ganz konzentriert und sicher nochmal aufgebaut und der OPV hat dennoch seinen ausgang nicht veraendert.

wir verzweifeln..


[ Diese Nachricht wurde geändert von: gurke am 10 Jan 2005 14:11 ]

[ Diese Nachricht wurde geändert von: gurke am 10 Jan 2005 14:12 ]

BID = 148400

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

Was du da wortreich zu schildern versuchst (ich habe nicht alles genau gelesen), ist unter dem Namen Inversion bekannt.

Die Vertauschung der Wirkung der Eingänge kann bei massiver Übersteuerung auftreten, oder wenn der zulässige Bereich der Gleichtakt-Eingangsspannung überschritten wird.

Eine ganze Reihe Opamps sind davon geplagt, es gibt aber auch Typen bei denen der Hersteller explizit angibt, daß sie dieses Phänomen nicht zeigen.
Wenn du einmal die Innenschaltung deines ICs analysierst, kannst du dahinter kommen, warum das passiert.
Abhilfe hängt aber auch von der externen Beschaltung ab.


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BID = 148455

gurke

Gelegenheitsposter



Beiträge: 78


Zitat :

Die Vertauschung der Wirkung der Eingänge kann bei massiver Übersteuerung auftreten, oder wenn der zulässige Bereich der Gleichtakt-Eingangsspannung überschritten wird.


vertauschung der wirkung der eingänge -> das heißt aber nicht, dass ich durch simples umschalten der eingänge also + auf - und - auf + eine lösung finde oder ? was genau ist die gleichtakt eingangsspannung?

Zitat :


Eine ganze Reihe Opamps sind davon geplagt, es gibt aber auch Typen bei denen der Hersteller explizit angibt, daß sie dieses Phänomen nicht zeigen.
Wenn du einmal die Innenschaltung deines ICs analysierst, kannst du dahinter kommen, warum das passiert.
Abhilfe hängt aber auch von der externen Beschaltung ab.


könntest du mir einen oder einige OPVs empfehlen?
allerdings hat das ganze, wie gesagt, ja mal mit den vorhandenen OP's funktioniert. Was könnte denn Grund sein, dass die externe Schaltung dieses Phänomen hervorruft?


[ Diese Nachricht wurde geändert von: gurke am 10 Jan 2005 18:13 ]

BID = 148478

perl

Ehrenmitglied



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Wohnort: Rheinbach

Poste mal deinen Schaltplan, vielleicht können wir den TL061 ja auch so überzeugen ordentlich zu funktionieren.


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BID = 148550

gurke

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Beiträge: 78

ich hab alle meine paintkünste mobilisiert!
zuerst der schaltplan
Bild eingefügt

und jetz wie das ding in real aussieht
Bild eingefügt

wenn irgendwelche infos fehlen fragen!

BID = 148575

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
ich hab alle meine paintkünste mobilisiert!

Oh weh, du Ärmster ! Warum hast du dir nicht bei http://www.cadsoft.de die Demoversion von Eagle geholt ? Damit kannst du solche Pläne schneller und richtiger zeichnen.
Vor ein paar Monaten war in der 'ct auch mal eine Demoversion von Target, allerdings bin ich persönlich von diesem Programm nicht überzeugt. Immerhin enthält es aber einen Simulator.

Nun zu deiner Schaltung:
Am ATX-Netzteil kannst du ja auch eine Spannung von -5V abnehmen. Wenn du die negative Versorgung des TL061 (Pin4) von dort holst, dürfte das Problem beseitigt sein.

Der TL061 verträgt aber nur 36V zwischen 4 und 7, danach brennt er ab. Also darf dann die Spannung für den Lastkreis nie höher als +31V werden. Besser du machst bei +28V Schluß.

Übrigens können auch dann schon die Gates der FETs zuviel abbekommen. VGS=20V ist zulässig, 10V mehr als ausreichend.
Also am besten die +Versorgung des TL061 von +12V holen.


Anständige Leute bauen auch noch keramische Kondensatoren, etwa 100nF, mit möglichst kurzen Drähten, direkt von den Versorgungspins der ICs ,also Pin4 und 7 am TL061 sowie Pin8 des DAC nach GND ein.



Noch etwas: Bau am besten Widerstande von vielleicht 22..47 Ohm in die Gatezuleitung eines jeden der BUZ ein.
Auf diese Weise beugst du einer hochfrequenten Schwingneigung dieser Transistoren vor. Du möchtest ja schießlich keinen Störsender bauen, oder ?

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[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 10 Jan 2005 21:44 ]


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