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Thema: Schaltfrequenz von Elektromagneten

  1. #1

    Schaltfrequenz von Elektromagneten

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    Moin,

    Erstmal großes Lob an diese Community, ich konnte schon sehr oft von den beiträgen profitieren!

    Nun zum Problem. Ich habe vor einem induktiven Näherungssensor, der zur Drehzahlüberwachung eingesetzt wird, verschiedene Drehzahlen vorzugaukeln.
    Ich habe mir überlegt dafür einen Microcontroller einzusetzten um eine PWM zu erzeugen, damit eine Treiberstufe anzusprechen und mit dieser dann einen Übertrager zu schalten.

    Bei meiner Frage geht es um den Übertrager. Ich hatte überlegt einen Elektromagneten zu nutzen, allerdings finde ich keine wirklichen angaben über die Schaltfrequenzen von sowas... Maximale Drehzahl soll 300Hz, bzw 300 1/s sein.
    Elektromagneten erwärmen sich bei häufigen Schaltvorgängen, da ja eine Induktivität recht hohe Anlaufströme hat. Das würde ja die Schaltfrequenz begrenzen.

    Kann mir jemand sagen ob es möglich ist Elektromagneten mit 300Hz zu schalten, oder eventuell eine bessere/alternative Lösung vorschlagen?

    Wichtig: Die Schaltfrequenz sollte variabel sein, von 1-300Hz.

    Vielen Dank im Voraus!

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von White_Fox
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    Beschäftige dich mal mehr mit dem Thema Magnetfeld und Spulen.

    Ein Elektromagnet ist nichts anderes als eine Spule, die zur verbesserten Feldführung mit einem Kern aus einem Werkstoff mit einem möglichst geringen magnetischen Widerstand ausgestattet wurde. In der Elektrotechnik sagt man auch Drossel. Drossel=Spule mit Kern.

    Dein Problem ist nicht der Anlaufstrom (das ist was ganz Anderes), sondern der komplexe, stationäre Scheinstrom. Eine Spule ist ein frequenzabhängiger Widerstand. Bei höheren Frequenzen wird dieser Widerstand immer größer. Daher wird auch der Strom erstmal immer kleiner, wenn du den Magneten mit höherer Schaltfrequenz fährst.

    Was allerdings zunimmt sind die Eisenverluste. Das ständige Ummagnetisieren erfordert eben einen Aufwand an Arbeit, und je öfter du das tust desto mehr Energie mußt du dafür aufbringen. Außerdem entstehen noch Induktionsverluste, da auch im Eisenkern eine Spannung induziert wird.

    Was hast du damit eigentlich vor? Motorsteuergerät vom Moped zu foppen? Vllt gibts auch einfachere Möglichkeiten dein Vorhaben umzusetzen.

  3. #3
    Vielen Dank für die rasche Antwort!

    Es geht um einen Überdrehzahlschutz. Um den zu Testen will ich dem Sensor die Überdrehzahl quasi simulieren. Ist im Grunde nur eine Bastelei, aber ich dachte ich frage mal nach bevor ich anfange rum zu probieren...

    Was du sagst macht Sinn. Heißt im Grunde ich muss gucken ob das Magnetfeld bei höheren Frequenzen noch ausreichend groß ist um den Sensor zu schalten?

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von i_make_it
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    Geändert von i_make_it (04.02.2015 um 20:27 Uhr)

  5. #5
    Ich probiere es die Tage einfach mal aus.

    Ich danke euch für die Hilfe!

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Geistesblitz
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    Wieso eigentlich PWM, wenn du eine veränderliche Frequenz brauchst? Versteh ich nicht so ganz, anscheinend hast du da was durcheinander gebracht.
    Wie wäre es denn, wenn du einfach einen Elektromotor nimmst, der schnell genug drehen kann? Oder, um höhere Drehzahlen zu simulieren, kann man auch ein anderes Gegenstück für den Sensor basteln, das feiner unterteilt ist (=mehr Signale pro Umdrehung). Dürfte einfacher und zuverlässiger sein so, den Motor kannst einfach über Mosfet und PWM steuern.
    AI - Artificial Idiocy

  7. #7
    Naja PWM weil ich daran dachte, einen Elektromagneten ein und aus zu schalten. Daran eine Spule einfach an eine frequenzvariable Wechselspannung zu hängen, hatte ich nicht gedacht.
    Das Problem bei deinen Vorschlägen sind die mechanischen Abmessungen, entschuldige das hatte ich vorher nicht gesagt. Da ist nur ~1cm Platz in der Höhe um z.B. eine Spule zu platzieren.

    Grüße

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von White_Fox
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    Das muss schon Wechselspannung sein. Mit PWM erhältst du nur einen mehr oder weniger welligen Gleichstrom-und ein magnetisches Gleichfeld.

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Ich habe vor einem induktiven Näherungssensor, der zur Drehzahlüberwachung eingesetzt wird, verschiedene Drehzahlen vorzugaukeln.
    Ich glaube nicht, dass der sich von einem externen Wechselfeld beeindrucken lässt. Ein Hall Sensor ja, aber der induktive Näherungssensor erzeugt sein eigenes Wechselfeld und stellt über die Dämpfung dieses Felds fest, ob genügend leitfähiges Material um ihn herum ist. Wenn er mit einem externen Wechselfeld wechselwirkt, dann ist das eher zufällig und mit Sicherheit außerhalb der Spezifikation. Vorschlag: Sensor separat testen und die Wechselspannung der Regelelektronik als Sensorsignal präsentieren.

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