Hi, ich hab gerade ein Projekt bei dem ich eine Spule ansteuern soll um damit eine rheologische Flüssigkeit in Ihren Eigenschaften ändern zu können. Die Spule hat ungefähr einen Widerstand von 1 Ohm. Mein Gedanke war nun die Spule einfach mittels eines Mosfet zu steuern. Kerngedanke ist dabei die Spannung variieren zu können. Ein Bekannter meinte dass ich evtl noch ein Kondensator zwischen schalten sollte. Es versteht sich, dass ich hierfür in LT-Spice zunächst untersuchen muss dass die Bauteilparameter auch keinen Schwingkreis erzeugen. Leider erscheint mir die Art der Umsetzung gerade noch etwas zu simpel. Bisher ist noch nichts umgesetzt und ich bin noch am evaluieren. Für den Mosfet hätte ich mal den IRLZ44N vorgeschlagen. Genaue Datensätze der Spule sind leider noch nicht vorliegend, da ich hier noch auf genaue Messungen warten muss. Aber grob abgeschätzt wird wohl ein Strom von bis zu 7A nötig werden. Um Diskussionen bzgl. "Wicklungen erhöhen" gleich zu klären - Leider ist der Bauraum sehr beschränkt weshalb eine Erhöhung der Wicklungen etc. leider nicht in frage kommt. Ich freue mich über Input und auch anderweitige Lösungsansätze:) Grüße und schon mal vielen Dank vorab :)
Irgendwie geht aus dem Text nicht hervor, WAS genau du an der Spule steuern willst.
Ich hab eine Spule. Dabei möchte ich die Feldstärke variieren können. Am Ende ist diese proportional zum Spulen-Strom. Daher war mein erster Gedanke dies mittels einer einstellbaren Spannung steuern zu können. Hierfür würde ich den Mosfet verwenden. Dieser soll die Drain-Source-Spannung ansteuern. Geregelt werden soll der Mosfet mittels eines Microcontrollers (ESP32).
Wenn man die Spule mit einer PWM ansteuert, schwankt der Strom und damit auch das Magnetfeld dreieckförmig mit einer gewissen Amplitude. Die Schwankungen übertragen sich auf die Flüssigkeit. Zusammen mit einem Kondensator bildet man einen Schwingkreis, der schlimmstenfalls in Resonanz kommen kann. Es muss also für die Versorgung der Spule eine - möglichst ruhige - Gleichspannung verwendet werden. Damit die Verlustleistung nicht zu hoch wird, könnte man einen eistellbaren Abwärtswandler nehmen, sollte aber das Signal hinter dem Ausgangselko noch einmal nachsieben. Dann ist zwar auch ein Kondensator parallel zur Spule, da aber hier keine Anregungsfrequenz mehr vorhanden sein sollte, können Resonanzen nicht mehr entstehen.
Danke, das ist schon mal ein super Ansatz. Für die Einstellung würde ich dann aber vermutlich ein digitales Potentiometer benötigen, oder nicht? Gibt es dafür evtl noch andere Lösungen, da hier die Verluste sehr hoch sein dürften :)
Günni schrieb: > Wenn man die Spule mit einer PWM ansteuert, schwankt der Strom und damit > auch das Magnetfeld dreieckförmig mit einer gewissen Amplitude. Die > Schwankungen übertragen sich auf die Flüssigkeit. Stört eine kleine überlagerte Wechselspannung? Günni schrieb: > Es muss also für die Versorgung der Spule eine - möglichst ruhige - > Gleichspannung verwendet werden. Dann steigt der Strom, bis er durch den Spulenwiderstand begrenzt wird. Das dürfte wohl nicht gewünscht sein. Wenn der Ripple wirklich stört, könnte man eine nicht-getaktete Stromquelle nehmen. Da verheizt man dann aber auch eventuell wieder viel Energie.
Wenn es schnell und ohne viel Bastelei gehen soll gibt es inzwischen ganz günstige steuerbare Labornetzteile. Die nehmen je nach Modell per seriell oder USB Befehle an wie sie die Ausgangsspannung/Strom einstellen sollen. Ist im Prinzip auch nur die Fertiglösung von einem gesteuerten Step-Down...
Ist eigentlich nen guter Ansatz, aber leider soll dass alles auf eine Platine und dann auch per App steuerbar sein :)
Hörte sich halt so nach Prototyp an und da ist schnell am laufen meist wichtiger als klein und günstig. Das kommt dann später. Irgendwo gibts sicher ein Step-Down Wandlermodul mit Steuereingang. Oder eben basteln und den Digitalpoti benutzen...
Exakt :) Es soll ein Prototyp werden mit dem man mal nen bissle rumprobieren kann. Also wenn ich das richtig verstehe, bleibt mir kein anderer Weg als nen Abwärtswandler mit einem digitalen Poti, oder? Schon mal viele Dank für eure Mühe :)
Michael G. schrieb: > Exakt :) > Es soll ein Prototyp werden mit dem man mal nen bissle rumprobieren > kann. Dann erst recht ein kleines Labornetzgerät mit externer Steuerungsmöglichkeit wählen. Wenn das Funktionsprinzip erprobt ist, Design auf einer Platine starten. Man kennt dann auch die benötigten Spannungen und Ströme und kann das Ergebnis besser testen, weil man das Soll-Verhalten bereits kennt und damit vergleichen kann.
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Nur noch eine kurze Frage am Rande: könnte ich die Spule nicht auch mit einem 1-Quadrantensteller ansteuern? Grüße
Michael G. schrieb: > ich hab gerade ein Projekt bei dem ich eine Spule ansteuern soll um > damit eine > rheologische Flüssigkeit in Ihren Eigenschaften ändern zu können. Wenn ich das richtig verstanden habe, wird die Viskosität dieser Flüssigkeiten nicht durch ein magnetisches, sondern durch ein elektrisches Feld gesteuert. Du verfolgst also einen völlig fal- schen Ansatz.
Die Frage wurde noch nicht beantwortet, ob der Rippel stört. Wie gross ist das L der Spule, wie gross die PWM-Frequenz? Wie schnell reagiert die rheologische Flüssigkeit auf den Rippel? Wie genau muss der Strom eingestellt werden? Wird der Strom in der Spule geregelt (Strom ~= Magnetfeld )? Wenn die Spannung der Spule geregelt wird stellt sich der Strom erst nach einer Zeitkonstante ein. Stört das? Wir wissen hier nicht, ob hier ein Spielzeug gesteuert wird, oder eine high speed Regelung. Wenn Du die Antwort auf die Fragen weisst, kannst Du entscheiden was für eine Ansteuerung Du für die Spule brauchst.
Bastler_HV schrieb: > Die Frage wurde noch nicht beantwortet, ob der Rippel stört. Sollte eigentlich nicht stören. Die rheologische Flüssigkeit soll als Dämpfungsstruktur verwendet werden. Rippel sind da also nicht weiter störend. > Wie gross ist das L der Spule, wie gross die PWM-Frequenz? Das kann ich leider noch nicht sagen - dafür fehlen mir noch Daten > Wie schnell reagiert die rheologische Flüssigkeit auf den Rippel? Das weiß ich leider auch noch nicht.. > Wie genau muss der Strom eingestellt werden? Die Genauigkeit ist nicht weiter wichtig. Am Ende soll nur erkennbar werden ob und inwiefern die Flüssigkeit einer Vibration entgegenwirken kann. Es geht dabei ausschließlich um grundlegende Fragen und nicht um die Ermittlung des besten Betriebszustandes. > Wird der Strom in der Spule geregelt (Strom ~= Magnetfeld )? Strom ~= Magnetfeld das soll mal angenommen werden > Wenn die Spannung der Spule geregelt wird stellt sich der Strom erst > nach einer Zeitkonstante ein. Stört das? Ist nicht relevant - der zeitliche Versatz ist bewusst. Die Spule und Flüssigkeit sind in einem Fräskopf eingelassen und sollen zeigen inwiefern das Vibrationsverhalten bei unterschiedlichen Zuständen verändert werden kann. > Wir wissen hier nicht, ob hier ein Spielzeug gesteuert wird, oder eine > high speed Regelung. Es soll sich um einen Prototypen handeln mit dem man erste Tests durchführen kann.
Keine dynamische Änderung des Magnetfeldes - das hört sich danach an als wenn ein Labornetzteil ausreicht. Den Strom kann man damit schön einstellen, und wenn es Luxus sein soll kann man die auch vom PC aus steuern. Wenn es klein sein soll, es gibt auch so ein Modul z.B DPS5005 mit USB oder auch Bluetooth dann kann mans vom Handy aus steuern ...
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