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Thema: Hubmagnet: Strom in Stufen steuern

  1. #1
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    Hubmagnet: Strom in Stufen steuern

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    Hallo,

    ich möchte einen Magnet in zwei Stufen ansteuern: aus dem Leerlauf erstmal für etwa 50 ms mit 15V bei gut 16 A und dann zum Halten des Endzustandes bei 3 V und 3,3 A. Dafür würde ich zwei Ausgänge meines Controllers nutzen - Ausgang 1 schaltet "High Power", Ausgang 2 schaltet "Lo Power".

    Nur: Wie baue ich mir den Leistungstreiber zwischen Ausgänge und Magnet? Kann mir bitte jemand mit einem Vorschlag helfen? Immerhin sind ja für "High Power" 250 W zu schalten, für "Low Power" noch 10 W, und das bei induktiver Last.

    Danke & Gruß,
    Christian

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von Michael
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    Hallo flyingcat,

    ich würde es mit einem Schaltnetzteil machen und dann den Strom mit dem Controller umschalten.
    Im Prinzip so wie hier:
    http://www.elv-downloads.de/service/...3_DHPL1_km.pdf
    und dann bei IC3 den Verstärkungsfaktor nach gewünschtem Strom umschalten.
    Natürlich brauchst du bei 16A eine etwas fettere Endstufe.

    Gruß, Michael

  3. #3
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    Wenn man eine Freilaufdiode vorsieht, ist die Induktive Last eigentlich kein Problem mehr. Wie man das mit der Schaltung löst, hängt stark davon ab was man als Spannungsversorgung zur Verfügung hat. Die 250 W für den ersten kurzen Puls sind wohl gerade etwas viel um das in Kondensatoren zu speichern, aber man wird einen Trafo sicher nicht für 250 W Dauerlast auslegen müssen.

  4. #4
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    Herzlichen Dank schonmal für den Tipp mit der Dimmerschaltung - glänzende Idee, so werde ich das machen. Jetzt muss ich nur noch einen Step-Down-Wandler finden, der 16 A verträgt, oder eine Endstufe dahinter basteln.

    Die Spannungsversorgung wird kein Problem - ein Labornetzteil, das 15 Volt bei bis zu 25 A liefert, wird das übernehmen.

    Viele Grüße,
    Christian

  5. #5
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    Wenn der Strom durch die Spule nicht 100% constant sein muß und etwas schwanken darf, könnte man das ganze auch per PWM steuern. Der Magent selber ist dann quasi Teil des Schaltreglers.

  6. #6
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    Das interessiert mich auch...
    Wie würde man das denn dann mit PWM machen?


    Grüßle Bastii

  7. #7
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    Die Steurung per PWM ist eigentlich so wie bei einem Motor auch. Ein großer MOSFET gegen GND. Der MOSFET über ein Treiber IC (z.B. ICL7667) an den PWM Ausgang. Bei der PWM Steuerung ist die Freilaufdiode besonders wichtig, denn der Strom fleißt zeitweise über die Freilaufdiode. Das sollte hier dann eine Shottkydiode für etwa 15-20 A sein. Auch sollten an der Stromversorgung ein paar Kondensatoren (Elkos) liegen, damit das Netzteil nicht alle schnellen Stromschwiankungen mitmachen muß. Die Elkos solten hier schon low ESR typen sein, auch wenn der hohe Strom nur ganz kurz gefordert wird. Ob man noch einen extra Shunt für die Strommessung braucht hängt von den Anforderungen ab. Wenn es nur darum geht schnell etwas anzuziehen und dann zu halten, sollte es auch ohne gehen.
    Der Strom kann dann in relativ feinen Stufen über den PWM wert eingestellt werden. Wobei für die 15 A wohl konstant an geeignet ist, für etwa 3 V dann eine Einschaltzeit von etwa 20 %. Den genauen Wert kann man dann aber immer noch durch die Software festlegen.

    In der Einphase steigt der Strom relativ schnell an (wegen 15 V Spannung) und fällt dann in der Ausphase eher langsam (wegen etwa 3-6 V Spannung am Widerstand der Spule) wieder ab. Während der Ausphase fleißt der Strom dann nur über Spule und die Freilaufdiode im Kreis, gespeißt aus der gespeicherten magentischen Energie.

    Wie hoch man die Frequenz wählen muß hängt von der Spule ab. Der Strom sollte halt in der Kurzen Einschaltphase nicht allzuhoch ansteigen um keine unnötigen Verluste zu haben. Normalerweise hat man das Ziel das der Strom auch nach der Ausphase noch etwa der halbe Sollstrom ist.

    Beim niedrigen Strom

  8. #8
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    @ Besserwessi: Kannst du da eventuell mal nen Beispielplan posten, wie das ganze aussehen könnte?

  9. #9
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    Auch wenn die Schaltung relativ trivial ist, hier ein Plan.
    Je nach FET wird man noch einen extra Gate treiber brauchen. Ohne geht es nur mit einem eher kleinen (etwa <20 A) Logiklevel MOSFET und eher niedrigen Frequenzen.
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken fet_pwm.png  

  10. #10
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    Man sollte dann noch den Strom durch die Spule messen um eine Regelung für den Strom zu bekommen.

    Wie würdet ihr das machen?

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