Hallo Leute,
für eine Projektarbeit soll ich eine Kugel zum schweben bringen.
Dazu benötige ich eine Stromquelle, die den Strom rasch in die Spule
einprägt.
Nun sehe ich in der Literatur mehrere Möglichkeiten, zwei jedoch sehr
häufig (siehe Bild).
Meine Frage:
Was ist der Unterschied zwischen den beiden bzw. welche ist besser, hat
da jmd. erfahrungen ?
Die Untere ist eig. ein invertierender OPV mit einem PI-Regler und die
obere Schaltung ist eine spannungsgesteuerte Stromquelle.
Wo sind die Vor- und Nachteile dieser Schaltung ?
Das ist eine seltsame Herangehensweise. Als Erstes würde ich abschätzen:
welche Ströme sind zu erwarten (typ. und max.)? Wie groß ist die
Induktivität und wie schnell willst du den Strom ändern können. Daraus
ergibt sich die notwendige Versorgungsspannung.
Das letzte Magnetlager, mit dem ich zu tun hattte, verwendete eine
H-Brücke mit 200V Versorgungsspannung...
Stefan schrieb:> Wo sind die Vor- und Nachteile dieser Schaltung ?
Vorteil: Du sahest sie sehr häufig.
Nachteil: Die Schaltung A udn B ist ungeeignet für Deine Projektaufgabe.
sorry, bei den wenigen Infos die Du gibst kann man das nicht anders
kommentieren.
John Drake schrieb:> Das ist eine seltsame Herangehensweise. Als Erstes würde ich abschätzen:> welche Ströme sind zu erwarten (typ. und max.)? Wie groß ist die> Induktivität und wie schnell willst du den Strom ändern können. Daraus> ergibt sich die notwendige Versorgungsspannung.
Also die Ströme bewegen sich so zwischen 1 - 5 Ampere, der Widerstand
der Spule ist 2 Ohm, die Ind. 6 mH, was einer Zeitkonstante von 3ms
entspricht. D.h. nach 15 ms hat der Strom seinen Endwert erreicht.
Hmm, die Versorgungsspannung berechne ich doch wie folgt:
U_supply= L * di/dt , d.h. wenn ich sage, (beispielhaft) ich möchte
1A/ms und das bei einer Induktivität von 6mH, dann bräuchte ich doch
eine Spannung von 6kV, ist das richtig ? Oder rechnet man das anders ?
Was für mich ideal wäre, wenn der Strom seinen Endwert nach 3ms erreicht
statt nach 15 ms.
Michael Bertrandt schrieb:> Stefan schrieb:>> Was ist der Unterschied zwischen den beiden>> Beide nützen dir gar nichts.
Alles korrekt was du geschrieben hast, aber warum nützen mir beide
nichts ?
Diese Verstärker wurden doch schon bereits eingesetzt ?
Meine Ausgangsfrage war ja: Wie präge ich den Strom schnellstmöglich ein
?
Michael Bertrandt schrieb:> Du brauchst mehr Strom (LM675) und einen PD-Regler. Der I-Anteil ist> überflüssig.
Es geht hier nicht um die Regelung der Strecke sondern einzig und allein
um die Regelung des Stromes...
Andrew Taylor schrieb:> sorry, bei den wenigen Infos die Du gibst kann man das nicht anders> kommentieren.
Was für Infols willst du noch haben ?
Die Anwendung ist bekannt, und meine Frage ist letztlich, welche
Schaltung besser wäre...
Stefan schrieb:> Meine Ausgangsfrage war ja: Wie präge ich den Strom schnellstmöglich ein> ?
Das hast du doch selbst schon erkannt. Mit einer hohen Spannung - und
nicht vergessen: durchaus auch mit negativen Spannungen!
Stefan schrieb:> Wie präge ich den Strom schnellstmöglich ein
Mit möglichst hoher Spannung.
Die Induktivität ist fix. Es gilt: di/dt = U/L
Da du L nicht verändern kannst musst du eine möglichst hohe Spannung
haben um den Strom schnell ändern zu können.
Die Frage ist wie schnell musst du den Strom wirklich ändern.
Udo Schmitt schrieb:> Die Frage ist wie schnell musst du den Strom wirklich ändern.
Naja, mein neu errechneter Wert vom Regler, die Stellgröße wird alle 3ms
neu ausgegeben, d.h. das wäre von daher super, wenn auch der Strom sich
in dieser Zeitspanne einstellen könnte.
John Drake schrieb:> und> nicht vergessen: durchaus auch mit negativen Spannungen!
Um hier einfach nochmal die Dynamik zu erhöhen ? Oder warum sonst ?
Stefan schrieb:>> U_supply= L * di/dt , d.h. wenn ich sage, (beispielhaft) ich möchte> 1A/ms und das bei einer Induktivität von 6mH, dann bräuchte ich doch> eine Spannung von 6kV, ist das richtig ? Oder rechnet man das anders ?
Ich sehe gerade, du hast dich um einen Faktor 1000 verrechnet. Wenn du
wirklich nur 1A/1ms brauchst, reichen +/-6V (ohne 2Ohm Innenwid.).
John Drake schrieb:> Ich sehe gerade, du hast dich um einen Faktor 1000 verrechnet. Wenn du> wirklich nur 1A/1ms brauchst, reichen +/-6V (ohne 2Ohm Innenwid.).
Stimmt, dann dürfte das doch passen oder ?
Wenn ich eine Versorgungsspannung von 20 Volt habe bei einem Ohmsch.
Anteil (= Innenwiderstand Spule) von 2 Ohm, dann reicht das doch aus.
Dann ist aber immer noch die Frage:
Welche Schaltung ist dafür besser geeignet ?
Nimm die untere Schaltung, wenn du den Freiheitsgrad hast daß die Last
nicht direkt an Masse sein muß.
Da das bei dir der Fall ist nimmst du die untere Schaltung.
Beachte, dass du mindestens 5W Leistung im Opamp verheizen wirst.
Deshalb musst du einen entsprechend großen Kühlkörper verwenden.
Keine. Ich wuerd die Spule als Teil der Strecke betrachten und mit einer
Spannungsquelle drauf. Man kann sich ja einen weiteren Sensor Input
holen indem man induzierte Spannung abgreift, eine Windung um den
Magneten und gut ist.
Mit der Spule an einer spannungsquelle ist die Strecke integrierend,
daher mit einem D-Anteil drauf.
John Drake schrieb:> Naja, du willst ja nicht nur den Strom schnell erhöhen können.
Was heißt nur, was gibts denn noch ?
Helmut S. schrieb:> Nimm die untere Schaltung, wenn du den Freiheitsgrad hast daß die Last> nicht direkt an Masse sein muß.> Da das bei dir der Fall ist nimmst du die untere Schaltung.
Eine wichtige Frage: Was hat man für einen Vorteil/Nachteil, wenn die
Last nicht direkt an Masse ist ? Weil es gibt einige Schaltungen, da ist
die an Masse und bei anderen Schaltungen wird die auf dem OPV
zurückgeführt.
Helmut S. schrieb:> Da das bei dir der Fall ist nimmst du die untere Schaltung.
Warum ist das bei mir der Fall?
Helmut S. schrieb:> achte, dass du mindestens 5W Leistung im Opamp verheizen wirst.> Deshalb musst du einen entsprechend großen Kühlkörper verwenden.
Kühlkärper ist kein Problem, habe einen schönen großen.
Jetzt Nicht schrieb:> Keine. Ich wuerd die Spule als Teil der Strecke betrachten und mit einer> Spannungsquelle drauf. Man kann sich ja einen weiteren Sensor Input> holen indem man induzierte Spannung abgreift, eine Windung um den> Magneten und gut ist.> Mit der Spule an einer spannungsquelle ist die Strecke integrierend,> daher mit einem D-Anteil drauf.
Hat beides Vor- und Nachteile. ich habe mich entschieden, den Strom
einzuspeisen.
Helmut S. schrieb:> Weiß jemand ob das in der geplanten Anwendung für die schwebende Kugel> der Fall sein wird?
In dem Fall ja, da die Kraft proportional zum Strom_Quadrat ist, d.h.
unabhängig von dem Vorzeichn.
Helmut S. schrieb:> eiß jemand ob das in der geplanten Anwendung für die schwebende Kugel> der Fall sein wird?
Na ja wenn du im Mittel irgendwo um die Hälfte deiner
Versorgungsspannung brauchst um das schwebende Teil in der Schwebe zu
halten, dann hast du von 0 bis max. Strom einen symmetrischen
Regelbereich.
Dann sollte es auch ohne negative Spannung im ein Quadranten-Betrieb
funktionieren.
Stefan schrieb:> Was mich auch noch itneressiert:>> Bei der ersten Schaltung steht was von Gleichtaktaussteuerung, was ist> denn damit gemeint ?
Also was die Gleichtaktaussteuerung ist, weiß ich, nur welchen pos. oder
neg. Einfluss hat das ?
In diesem Bild sieht man aus einem Skript zwei weitere Möglichkeiten, wo
sind da die Vor- oder Nachteile ?
Gut, die Last ist nicht geerdet. Aber was würde dagegen sprechen, wenn
ich Variante zwei Aufbauen würde ?
Eine Frage dbzgl: Wie groß wählt man dann den Eingangswiderstand R1 ?
Kann ich den 1 Ohm Wählen ?
Hat den Vorteil,dass wenn dann ue=1 ist, ist ia=1 A.
Stefan schrieb:>> Also was die Gleichtaktaussteuerung ist, weiß ich, nur welchen pos. oder> neg. Einfluss hat das ?>> In diesem Bild sieht man aus einem Skript zwei weitere Möglichkeiten, wo> sind da die Vor- oder Nachteile ?>> Gut, die Last ist nicht geerdet. Aber was würde dagegen sprechen, wenn> ich Variante zwei Aufbauen würde ?>> Eine Frage dbzgl: Wie groß wählt man dann den Eingangswiderstand R1 ?> Kann ich den 1 Ohm Wählen ?>> Hat den Vorteil,dass wenn dann ue=1 ist, ist ia=1 A.
Was würde dagegen sprechen, wenn ich Variante 2 von diesem Bild, also
den OPV mit RL und R1 realisiere?
Stefan schrieb:> Brauche ich denn für eine Spule eine Erdung ? Eig. brauch ich die nicht> oder ?
Nein braucht niemand.
Du plenkst übrigens. Zwischen das letzte Wort eines Satzes und das
Satzendezeichen gehört kein Leerzeichen. Auch wenn es ein Fragezeichen
ist.
Hallo Leute,
nun lese ich bei Tietzte und Schenk, dass die beiden angegeben
Schaltungen (nicht in der Ausgangsfrage sondern vom Autor: Stefan
(Gast)
Datum: 09.04.2015 12:38 Bild x ) folgendes steht:
Diese zwei Schaltungen besitzen einen großen schaltungstechnischen
Nachteil:
Der Verbraucher RL darf nicht einseitig an ein festes Potential
angeschlossen werden, da sonst entweder der Verstärkerausgang oder der
N-Eingang kurzgeschlossen wird.
Was heißt denn hier genau ein festes Potential ? Und trifft das auf
meine Idee zu, wenn ich als Last die Spule nehme ??
> dass solche Schaltungen ohne Erdung für Spulen kein Problem sind ?
Denkst du deine Schaltung funktioniert nur wenn du sie mit dem
Heizkörper verbindest oder was?
Peter Dannegger schrieb:> Man braucht keine Stromquelle:
Man braucht nicht zwingend eine Stromquelle, das ist richtig.
Da die Spule aber Teil des Regelkreises ist und nicht zur
Strecke gehört, ist ein unterlagerter Stromregler durchaus
sinnvoll.
Bei der von Dir verlinkten Schaltung wundert mich, dass sie
überhaupt funktioniert. Wenn man den Ort der Kugel misst und
die Spannung an der Spule stellt, hat man eine dreifach
integrierende Strecke. Ich musste damals tatsächlich drei
passende RC-Glieder in den Regelkreis einbauen, damit die Kugel
ruhig in der Luft hing.
Stefan schrieb:> Hallo Leute,>> nun lese ich bei Tietzte und Schenk, dass die beiden angegeben> Schaltungen (nicht in der Ausgangsfrage sondern vom Autor: Stefan> (Gast)> Datum: 09.04.2015 12:38 Bild x ) folgendes steht:>> Diese zwei Schaltungen besitzen einen großen schaltungstechnischen> Nachteil:> Der Verbraucher RL darf nicht einseitig an ein festes Potential> angeschlossen werden, da sonst entweder der Verstärkerausgang oder der> N-Eingang kurzgeschlossen wird.>> Was heißt denn hier genau ein festes Potential ? Und trifft das auf> meine Idee zu, wenn ich als Last die Spule nehme ??
Kann mir dbzgl. keiner genau sagen, was das heißt ?
Stefan schrieb:>> Was heißt denn hier genau ein festes Potential ? Und>> trifft das auf meine Idee zu, wenn ich als Last die>> Spule nehme ??>> Kann mir dbzgl. keiner genau sagen, was das heißt ?
Nein, wahrscheinlich nicht - weil niemand versteht, was Dir
daran unklar ist.
Eine Schraube in der Wand ist fest (ortsfest), eine Schraube
am Fahhrad ist ortsveränderlich.
Die positive Betriebsspannung ist ein festes Potenzial. Die
negative Betriebsspannung ist ein festes Potenzial. Masse
(GND = Ground) ist ein festes Potenzial. Jede weitere
Spannungsquelle (mit konstanter Spannung), die an ein festes
Potenzial angeschlossen wird, erzeugt ihrerseits ein (neues)
festes Potenzial.
Der Plus-Eingang des OPV ist kein festes Potenzial. Der Minus-
Eingang auch nicht. Der Ausgang auch nicht. Ein einfacher
Spannungsteiler i.d.R auch nicht (!) - seine Spannung hängt
nämlich von der Belastung (= dem fließenden Strom) ab.
Was ist daran unklar?
Alles, was fest mit etwas Festem verschraubt ist, ist fest.
Alles, was (fest oder beweglich) mit etwas Beweglichem
verschraubt ist, ist beweglich.
Ach so: BITTE NICHT PLENKEN!
Bitte KEIN LEERZEICHEN zwischen Wortende und Satzzeichen einfügen
!
;-)
Possetitjel schrieb:>>> Was heißt denn hier genau ein festes Potential ? Und>>> trifft das auf meine Idee zu, wenn ich als Last die>>> Spule nehme ??
Alles klar verstanden, aber inwieweit ist das für den Einsatz einer
Spule ein Nachteil ?
Stefan schrieb:> Was ist der Unterschied zwischen den beiden
Bei der ersten ist der Strommesswiderstand vor der Spule und wird per
Differenzverstärker abgegriffen um mit der Eingangsspannung verglichen
werden zu können,
bei der anderen ist der Strommesswiderstand nach der Spule und lässt
sich einfacher auswerten.
Da es keine Notwendigkeit gibt, zumindest keine uns bekannte, denn du
schreibst NATÜRLICH nichts über sonstige Rahmenbedingungen deines
Problems, dass die Spule an Masse muss, ist die zweite Schaltung
einfacher. Zudem sind in ihr Kompensationsnetzwerke aufgeführt, mit
denen man die Regeleigenschaften verbessern kann. Aber auch dabei muss
man natürlich mit realen Werten und Realen Bauteilen optimieren, die
NATÜRLICH ebenfalls nicht genannt wurden.
Wie schon erwähnt taugen beide Schaltung nur wenn ein ausreichend
leistungsstarker OpAmp verwendet wird.
xxxxx.png
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