Hallo zusammen,
ich bin auf der Suche nach einer geeigneten Stromregelung für einen
Elektromagneten mit Stahlkern.
Als Stromquelle dient ein 12V-Akku.
Der Strom für die Spule des Magneten soll von 0-5A einstellbar sein.
Außerdem muss eine Umpolung möglich sein. Die Regeleinheit sollte so
klein wie möglich sein, da das Gerät mobil verwendet werden soll.
Allgemein habe ich noch nicht viel mit Schaltungen gebastelt und habe
keine Erfahrung mit Netzteilen oder Stromregelungen.
Grob dachte ich, dass ein DC-DC LED-Treiber oder eine Regeleinheit für
Gleichstrommotoren die Anforderungen erfüllen sollten. Ausprobiert habe
ich bisher einen LED-Treiber mit einem XL4015-Regler.
https://www.ebay.de/itm/LED-Treiber-XL4015-DC-Spannungsregler-Stromregler-KSQ-Konstantstromquelle-CC-CV/191553055362?ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT&_trksid=p2057872.m2749.l2649
Hier ist die Spannung allerdings nicht bis auf 0 einstellbar, sondern
geht nur bis 1,2V runter.
Geht dieser Ansatz mit einer PWM-Regelung in die richtige Richtung?
Würde mich freuen, wenn mir jemand helfen kann.
Grüße
Lukas
Wie groß ist der ohmsche Widerstand der Spule?
Lukas schrieb:
>Hier ist die Spannung allerdings nicht bis auf 0 einstellbar, sondern>geht nur bis 1,2V runter.
Was soll denn nun geregelt werden, Spannung oder Strom?
Hier ist eine Stromreglung erklärt.
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210253.htm
PWM kann nur abschwächen, ein Schaltregler auch transformieren.
Wenn es professionell gemacht sein soll, oder sogar in Serie geht:
https://elektroautomatik.com/
Das Versuchsobjekt mit XL4015 cc cv ist im Prinzip keine schlechte Wahl,
aber am Nullpunkt eben doch nur begrenzt brauchbar. Selbst wenn der
Schaltregler PWM 0-100% könnte (meistens nur 10-90%), dann ist die
Regelung in den Grenzbereichen nur noch sehr grob möglich. Ausserdem
setzt die Induktivität gewisse Grenzen. Die eierlegende Wollmilchsau ist
mit Schaltreglern unmöglich.
Im Bild eine LINEARE Lösung, auch wenn ich glaube, dass man nicht gerne
was basteln möchte. Ich zeige es trotzdem. Die VEE lässt sich durch
einen Schaltregler als Inverter billigst machen. Die geforderte Umpolung
lässt sich ganz einfach am Poti einstellen.
Nur eine Idee, ohne Gewähr.
Lukas schrieb:
>einen>Elektromagneten mit Stahlkern.
Ein Stahlkern hat die dumme Angewohnheit, daß
ein Restmagnetismus bleibt wenn der Spulenstrom
abgeschaltet wird. Besser geht es mit Weicheisen.
hinz schrieb:
>Wozu denn umpolen?
Vielleicht will er einen Dauermagnet anziehen
und abstoßen.
Schonmal Danke für die Antworten.
Günter Lenz schrieb:
> Wie groß ist der ohmsche Widerstand der Spule?
Der ohmsche Widerstand beträgt 0,6 Ohm.
Günter Lenz schrieb:
> Was soll denn nun geregelt werden, Spannung oder Strom?
Der Strom soll geregelt werden. Bei der niedrigsten Spannung, die
möglich war (1,2V), floss noch ein Strom von 2A durch die Spule. Die
Angabe des Verkäufers war ein Regelbereich von 20mA bis 5A. Könnte es
sein, dass der geringe Lastwiderstand das Problem ist?
Christoph db1uq K. schrieb:
> Wenn es professionell gemacht sein soll, oder sogar in Serie geht:https://elektroautomatik.com/
In Serie wird das Gerät nicht gefertigt werden. Bei dem Regler bin ich
eher auf der Suche nach einer möglichst kleinen Platine, die ich in
einem Gehäuse mit dem Akku verbauen kann, sodass das Gerät mobil bleibt.
Auch habe ich gehofft, dass die eher geringen Anforderungen an die
Genauigkeit günstigere Alternativen als vollwertige Labornetzteile
möglich macht.
hinz schrieb:
> Wozu denn umpolen?
Umpolen muss ich, um der Remanenz des Stahls entgegenzuwirken.
Bei Ebay oder AMazon bekommst du DC/DC Wandler mit einstellbarem
Ausgangsstrom. Die Spannung stellst du einfach auf Maximum ein. Zum
Umpolen könntest du einen Schalter (mit 2xUM Kontakten) in der
"Polwende-Schaltung" verwenden.
Ein große Induktivität ist für einen Stromreger der ungünstigste Fall.
D.h. es kann passieren, dass nicht jeder Stromregler so einen
Elektromagneten als Last mag und ggf. anfängt zu schwingen. Für das
Ausschalten wird ggf. noch ein Schutz vor der in der Spule gespeicherten
Energie benötigt (z.B. Transsorb dioden für z.B. 10 V, ggf. Dioden).
Eine wichtige Frage ist noch wie genau die Regelung sein muss ?
Wenn es nur grob sein muss, geht ggf. eine Art Schaltregler, der den
Kern mit nutzt. Das gibt dann aber recht viel Ripple.
Bei 0,6 Ohm und 5 A sollte man überlegen ob man ggf. mit einer kleineren
Spannung (z.B. 6 V, 7.2 V) besser hinkommt.
Ich habe die Stromregelung nochmal mit einfachen Ohmschen Widerständen
und einer hochomigeren Spule ausprobiert.
Bei einem ohmschen Widerstand von 4 Ohm war die Regelung problemlos auf
wenige mA möglich. Bei 2 Ohm nur noch bis auf 400mA.
Die Spule mit einem ohmschen Widerstand von 2,6 Ohm und einer
Induktivität von 16 mH ließ sich auch auf 400 mA runterregeln. Daher
gehe ich davon aus, dass der geringe Lastwiderstand das Hauptproblem
ist. Eine Spule mit 4 Ohm ist allerdings nicht erwünscht, da die
Leistungsaufnahme bei gleichem Strom viel größer ist. Daher bin ich
immer noch auch der Suche nach einer geeigneten Stromregelung.
Lurchi schrieb:
>Für das Ausschalten wird ggf. noch ein Schutz vor der in der Spule gespeicherten
Energie benötigt (z.B. Transsorb dioden für z.B. 10 V, ggf. Dioden).
Danke für den Hinweis, hatte ich noch nicht bedacht.
>Wenn es nur grob sein muss, geht ggf. eine Art Schaltregler, der den
Kern mit nutzt. Das gibt dann aber recht viel Ripple.
Es muss nicht sehr genau sein, allerdings sollte der Magnet auch nicht
vibrieren.
Lukas A. schrieb:> Eine Spule mit 4 Ohm ist allerdings nicht erwünscht, da die> Leistungsaufnahme bei gleichem Strom viel größer ist.
Was soll denn das nun heißen? Du kannst Dir aussuchen, welche
Spule Du an dem E-Magneten verwendest (ich meine: Du kannst
die Induktivitaet variieren)???
Denn dann verstehe ich die Forderung nach 5A nicht - mehr
Windungen bedeuten doch geringerer Strom = dasselbe Ergebnis?
Wie genau soll ueberhaupt die Reaktion des E-Magneten aussehen,
welche Betriebsart / zeitliche Betaetigungsabfolge mit Pausen?
Lurchi schrieb:> Ein große Induktivität ist für einen Stromreger der ungünstigste Fall.> D.h. es kann passieren
Na ja, jeder (Micro-)Schrittmotortreiber macht nichts anderes.
Günter Lenz schrieb:> Was soll denn nun geregelt werden, Spannung oder Strom?
Welchen Sinn sollte es haben, die Spannung zu regeln?
Insbesondere bei supraleitenden Elektromagneten hättest du damit ein
ganz ernstes Problem.
Die Stärke des erzeugten Magnetfeldes hängt vom Strom ab und dann sollte
man genau diesen auch regeln.
