Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Chopperbetrieb für Magnetventil


von Florian R. (Firma: TU Wien) (frist)


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Hallo,
ich würd gern ein Magnetventil (24V, 100mA) an einer deutlich höheren 
Spannung betreiben um die Schaltzeit etwas zu verringern. Also muss eine 
geignete Chopperschaltung her. Hat da zufällig jemand was mehr oder 
weniger fertiges rum fliegen oder sonst einen guten Tipp, wie ich das 
einigermaßen elegant und einfach erledige.

Ich denke man könnte einen SMPS Controller der eigentlich für einen 
DC/DC Converter ist missbrauchen, aber ich hab leider keine Erfahrung 
mit Schaltreglern...

Grüße
Flo

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> Florian Rist schrieb:
> ich würd gern ein Magnetventil (24V, 100mA) an einer deutlich höheren
> Spannung betreiben um die Schaltzeit etwas zu verringern. Also muss eine
> geignete Chopperschaltung her.
Tatsächlich?  Wozu brauchst du da eine Chopperschaltung?

Wieder so eine typische technische Aufgabestellung ohne irgend welche 
technischen Parameter und Hintergründe zu nennen.

Wenn du bereit bist, mal paar ordentliche Infos zu liefern, erhöhen sich 
die Chancen auf hilfreiche Antworten.
Ansonsten kann das evtl. schon helfen (siehe Stromsparschaltungen für 
relais)
http://uwiatwerweisswas.schmusekaters.net/Uwi/ELEKTRONIK/Relaisansteuerung_Sch.pdf
Gruß Öletronika

: Bearbeitet durch User
von Simpel (Gast)


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Prinzipiell:

PWM so takten, dass der Strom am Anfang für ein sicheres Anziehen 
ausreicht, danach kann eine Stromabsenkung auf ca 70% I_Nenn erfolgen. 
Schutzvorkehrungen für induktive Lasten berücksichtigen.

von Florian R. (Firma: TU Wien) (frist)


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Hi,
danke schon mal für den Link.

Mehr Info. Hmm, was möchtest Du noch wissen.

Das Ventil ist ein größere 3/2 Wegeventil der Baureihe SIV400 Yonwoo 
Pneumatic: http://www.sogeac.it/Download.mvc/en/Download/180/504

Die Schaltzeit ist mit 40 ms angegeben, das ist eh nicht schlecht, 
reicht aber nicht ganz, sprich ein angeschlossener Zylinder reagiert 
nicht schnell genug. Jetzt ist natürlich die Schaltzeit nur ein Teil, 
Schlauchlängen, Querschnitte, der Betriebsdruck usw. spielen da sogar 
die größere Rolle, aber vielleicht reicht es ja ein bisschen was bei der 
Schaltzeit rauszuholen. Dort die Ansteuerung zu verbessern wäre nämlich 
einfacher als die Mechanik anfassen zu müssen. Es ist zwar auch noch ein 
vorgesteuertes Ventil, der Einfluss der elektrischen Ansteuerung darum 
wohl eh klein, aber trotzdem ein bisschen was muss da ja gehen.

Ich kenne die Vorteile des Chopperbetriebes zwar nur von 
Schrittmotoren,da ist er aber so erheblich, das das ja hier vielleicht 
auch ein paar ms bringen könnte.

Grüße
Flo

: Bearbeitet durch User
von Klaus R. (klaus2)


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...schöne Lampen, schöne Igel, Öletronika!

Klaus.

von Florian R. (Firma: TU Wien) (frist)


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Hi

Simpel PWM:

Ja das ist im Moment die Lösung, die ich schnell realisieren könnte. 
Reicht wohl auch, das meinst Öletronika auch, oder?

Ist nur nicht so schön, find ich.

Die andere Idee die ich noch hatte, wäre eine Konstantstromquelle und 
mit der einen passenden Kondensator aufzuladen, der dann den 
Anfangsstromstoß übernimmt, den Haltestrom liefert dann die 
Konstantstromquelle. Ist wohl auch einfacher als Chopper.

Ich dachte nur, vielleicht kenn jemand eine hochintegrierte fertige 
Lösung. Es werden ja schließlich wirklich viele Magnetventile verbaut 
und angesteuert, da könnte es ja was geben. Ich hab allerdings auch nix 
gefunden.

Grüße
Flo

von Simpel (Gast)


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Wenn viele 24V-Ventile in einer professionellen Umgebung "schön" 
angsteuert werden sollen, dann verstehe ich nicht, warum da keine 24V 
zur Verfügung stehen.

Ich trinke jetzt meinen Trollinger. Schönen Abend noch. ;-)

von s&f (Gast)


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von U. M. (oeletronika)


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> Florian Rist schrieb:
> Mehr Info. Hmm, was möchtest Du noch wissen.
Hallo,
Na vor allem wäre wichtig, wie die Schaltfrequenz sein soll,
bzw. wie lange das Ventil im ausgeschalteten Zustand bleibt.
Da du aber nur von schnellen Einschaltzeiten schreibst, muß man 
annehmen, dass das Ventil quasi statisch betrieben wird.

Dann geht es so wie im Link gezeigt mit einer Hilfsspannung, die einen 
Elko deutlich über Nennspannung auflädt.
Gruß Öletronika

: Bearbeitet durch User
von Amateur (Gast)


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Zwei Spannungen, über eine Diode zusammenführen.
Die Höhere hat einen großen Kondensator in Reihe. Je nach 
Schalthäufigkeit einen hochohmigen Widerstand parallel zum Kondensator.
Die Niedrigere geht 1:1 durch.
Schalter hinter der Diode.
... oder so

von Gerd E. (robberknight)


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Wie wäre es mit Bild 4 von hier:
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/pwm555.htm

Das ganze zeigt nur das Prinzip, die genauen Werte und Bauteile musst Du 
natürlich passend zu Deinem Ventil und der Spannung wählen.

Bei "deutlich mehr als 24V" musst Du natürlich einen passenden 
Spannungsregler vor den 555er packen. Da gerade der TLC555 nur sehr 
wenig Strom braucht, sollte es ein einfacher Linearregler tun.

von x4U (Gast)


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Florian Rist schrieb:
> Die Schaltzeit ist mit 40 ms angegeben

Das ist die Reaktionszeit. Die Schaltfrequenz ist 3Hz

> ein angeschlossener Zylinder reagiert
> nicht schnell genug. Jetzt ist natürlich die Schaltzeit nur ein Teil,
> Schlauchlängen, Querschnitte, der Betriebsdruck usw. spielen da sogar
> die größere Rolle,

Da wirst du kaum was rausholen, es sei denn das Ding sitzt direkt auf 
dem Zylinder. Größere Querschnitte und ein 2. Wege Ventil bringen mehr.

Hast du es mal mit Unterdruck auf der Auslassseite versucht, oder mit 
Druck vorzuspannen?

von Florian R. (Firma: TU Wien) (frist)


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Hallo,
oh so viele neue Beiträge, danke.

@Simpel:
24V gibt's natürlich, aber ich hoffe durch eine andere Ansteuerung ein 
paar ms Schaltzeit rauszuholen.

@s&f:
IC-Haus, dake für den Tip. Bei denen hab ich lustigerweise neulich erst 
nach magnetischen Encodern gesucht aber das ist mir nicht über den Weg 
gelaufen.

@Öletronika:
Die Schaltfrequenz ist niedrig, vielleicht 0.1 Hz. Und es muss auch nur 
da Einschalten schnell gehen, ausschalten ist egal. So ganz statisch ist 
zwar nicht, aber fast.

Ich werd das mit den zwei Spannungen mal aufbauen, ist ja wirklich 
schnell gemacht und testen.

@x4U.
Unterdruck auf der Auslassseite und größere Querschnitte stehen auf der 
Liste, aber das ist alles mühsamer als die Elektronik. Darum soll das 
der erste Versuch werden. Aber grade, weil es kein direktwirkendes 
Ventil ist ist da vielleicht wirklich nicht viel zu holen.

Ich versuche das mal zu messen und wenn's gelingt berichte ich.

Danke
Flo

von U. M. (oeletronika)


Angehängte Dateien:

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> Florian Rist schrieb:
> Die Schaltfrequenz ist niedrig, vielleicht 0.1 Hz. Und es muss auch nur
> da Einschalten schnell gehen, ausschalten ist egal. So ganz statisch ist
> zwar nicht, aber fast.
Hallo,
also hat ein Kondensator bis zu ca. 10s Zeit um sich wieder aufzuladen.
Das geht mit recht moderatem Strom.
Man kann den Hilfskondensator auch mit einer kleinen Stromquelle 
aufladen.
> Ich werd das mit den zwei Spannungen mal aufbauen, ist ja wirklich
> schnell gemacht und testen.
Ja, ich habe mal eben eine kleine Schaltung gemacht.
Prüfe mal, dass keine Schesselfuhler drin sind.

Die Größe des Kond. C1 richtet sich nach dem Bedarf des Ventils.
Die Stromquelle mit Q1 muß eben so eingestellt werden, dass der Kond. in 
der Ausschaltzeit wieder rechtzeitig aufgeladen wird.
Gruß Öletronika

von Illi (Gast)


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von Florian R. (Firma: TU Wien) (frist)


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Hallo,
vielen Danke für die Mühe Öletronika, werd das gleich mal näher 
anschauen.

@Illi
Danke für die Links, mal schauen, was so was kostet.

Grüße
Flo

von Horst H. (horst_h44)


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Tipp - mit der stromgesteuerten PWM kann man z.B. eine 12V Magnetspule 
auch mit 24V oder 36V betreiben - beschrieben unter: Flexible und 
verlustleistungsarme Ansteuerung von induktiven Lasten - 
http://www.ichaus.biz/wp8_whitepaper_de  .

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