|
www.elektronik.si Forum o elektrotehniki in računalništvu
|
Poglej prejšnjo temo :: Poglej naslednjo temo |
Avtor |
Sporočilo |
TECHNIC Član
Pridružen-a: Tor 31 Okt 2006 11:18 Prispevkov: 582 Aktiv.: 2.73 Kraj: Senovo
|
Objavljeno: Pet Avg 01, 2014 1:07 pm Naslov sporočila: Linearni solenoid - počasna demagnetizacija? |
|
|
Pozdravljeni!
Izdelal sem nek linearni solenoid, ki bo uporabljen za premik batka ventila. Zadeva je precej majhna, fi 20 x 40 mm. Premer batka je 8 mm in ima nekje 7 g. Pomik batka je okoli 1 mm. Povratna vzmet ima približno 6N. Takole izgleda presek solenoida skupaj z ohišjem:
https://lh4.googleusercontent.com/-L3mSBGyWBDg/U9tvFMbAIHI/AAAAAAAABtc/vtou8Uh878E/s400/ScreenShot001.png
Material je svetlo vlečeno železo. Srednja cevka je iz medenine. Navitje je iz žice 0.40 mm in ima približno 360 ovojev, upornost navija je 1.8 ohm.
Problem:
Cilj je naresti čim hitrejši ventil. Zahteval bi čas cikla on-off reda nekaj milisekund. Delal sem meritve, kjer merim tok skozi navije in pomik batka (preko optičnega senzorja pomika). Modra linija je pomik, rumena pa tok skozi tuljavo. Maksimalna vrednost toka je nekje 4A.
https://lh4.googleusercontent.com/-E5BmAjCtOgA/U9tw2p4mIPI/AAAAAAAABto/WeMkmN9XMwE/s480/ventil_opto1.jpg
Ko začne tok naraščati se čez nekaj časa (ko sila premaga vzmet) začne premikati batek. Takoj ko udari ob steno je njegova hitrost najvišja in zato tok skozi navije pade (indukcija). Kar je problematično, je to, da po izklopu toka v tuljavi batek še ~14 ms vztraja v končni poziciji, šele nato se začne vračati.
Tok skozi tuljavo očitno ne more povzročiti tega zamika, ker zelo hitro pade na 0. Ali je možno, da ostane material jedra namagneten še nekaj časa in še izvaja silo? Teh ~14 ms je precej ponovljivih in ima pozitivno korelacijo z višino toka ob izklopu tuljave.
Poskusil sem dodati rahel konus na zadnjem robu bata, da ni popolnega stika med batkom in zadnjim robom - ni razlike. Dodal sem zarezo, da zrak hitreje uide iz prostora za batkom - ni razlike. Med batek in zadnji rob sem dodal 1 mm oring, takrat je čas držanja batka mnogo krajši, ampak izgubim precej sile zaradi dodatnega odmika.
Tega pojava nisem opazil pri drugem solenoidu, ki ima precej višji odmik (8mm) in je precej večjih dimenzij. Ima pa 30 stopinjski konus na batku. Batek se začne vračati takoj, ko tok skozi tuljavo pade na 0. Materiali so isti kot pri prvem solenoidu.
https://lh3.googleusercontent.com/-7GuUn5ueJIw/U9tzq8AwS4I/AAAAAAAABt0/de_9T6ek_Dw/s480/nozzle_opto_koncni_oring.jpg
*direktno lepljenje slik ne deluje? |
|
Nazaj na vrh |
|
|
igo Član
Pridružen-a: Sre 11 Okt 2006 19:11 Prispevkov: 3638 Aktiv.: 17.04
|
Objavljeno: Pet Avg 01, 2014 4:33 pm Naslov sporočila: |
|
|
Si batek izdelal sam?
Iz svetlo vlečenega jekla?
Originalna jedra ventilov imajo mehkomagnetno karakteristiko. Svetlo vlečeno jeklo pa ne.
Obstaja pa še en možen razlog.
Jedro se lahko obnaša kot kratkostični obroč. Ko zunanjega magnetnega polja zmanjka, se v kratkostičnem obroču inducira napetost, ki požene tok, ki poskuša še naprej vzdrževati magnetni pretok. Zaradi upornosti tok upade pod neko vrednost šele čez čas, ki je sorazmeren prvotni napetosti na navitju.
Poskusi dobiti ustrezen material v Aplom Poljčane. _________________ Teoretično je praksa posledica teorije, praktično je pa ravno obratno. (igo 2001)
LP, Igor |
|
Nazaj na vrh |
|
|
TECHNIC Član
Pridružen-a: Tor 31 Okt 2006 11:18 Prispevkov: 582 Aktiv.: 2.73 Kraj: Senovo
|
Objavljeno: Pet Avg 01, 2014 8:48 pm Naslov sporočila: |
|
|
Cel solenoid z ventilom je samogradnja.
Material ni idealen, vem, ampak je bil najbolj dostopen trenutno za prototip. Hvala za nasvet, bom povprašal. Mehkomagnetna karakteristika z namenom, da je po izklopu toka residualno polje čim manjše? Na hitrost razmagnetenja je kakšen vpliv?
Kratkostični obroč zveni verjeten problem. A gre za Eddy tokove po obodu v batu zaradi hitre spremembe magnetnega pretoka skozi bat? Rešitev bi najbrž bila lameliranje, ampak tu ne pride v poštev. Mogoče počasnejša sprememba magnetnega polja (toka) ob izklopu (to bi bilo preprosto realizirat) ?
Če dodam 0.15 mm nemagnetno jekleno podložko med bat in zadnji rob, se čas držanja zmanjša iz ~14 na 3-5 ms (odvisno od vrednosti toka tik pred izklopom), kar je že bližje uporabnemu. |
|
Nazaj na vrh |
|
|
Sigi Član
Pridružen-a: Čet 31 Jul 2014 11:42 Prispevkov: 199 Aktiv.: 1.68 Kraj: Kamnik
|
Objavljeno: Sob Avg 02, 2014 8:15 am Naslov sporočila: |
|
|
igo je napisal/a: |
Si batek izdelal sam?
Iz svetlo vlečenega jekla?
Originalna jedra ventilov imajo mehkomagnetno karakteristiko. Svetlo vlečeno jeklo pa ne.
Obstaja pa še en možen razlog.
Jedro se lahko obnaša kot kratkostični obroč. Ko zunanjega magnetnega polja zmanjka, se v kratkostičnem obroču inducira napetost, ki požene tok, ki poskuša še naprej vzdrževati magnetni pretok. Zaradi upornosti tok upade pod neko vrednost šele čez čas, ki je sorazmeren prvotni napetosti na navitju.
Poskusi dobiti ustrezen material v Aplom Poljčane. |
Če se mehansko da izvesti, lahko kratkostični obroč prekineš z vzdolžno zarezo v jedro (in jo zafilaš npr. z epoxijem?). Vsaj za test, da potrdiš predpostavko. |
|
Nazaj na vrh |
|
|
janiP Član
Pridružen-a: Čet 23 Okt 2008 23:00 Prispevkov: 145 Aktiv.: 0.77 Kraj: Ljubljana
|
Objavljeno: Sob Avg 02, 2014 10:22 am Naslov sporočila: |
|
|
Čisto železo (mehkomagnetni material) nima magnetne histereze. Čim pa je zraven nekaj ogljika pa jo ima. To pomeni, da ko ugasneš vzbujevano magnetno polje, ostaneta batek in zadnji rob še rahlo magnetna. Kar lahko povzroča težavo. |
|
Nazaj na vrh |
|
|
TECHNIC Član
Pridružen-a: Tor 31 Okt 2006 11:18 Prispevkov: 582 Aktiv.: 2.73 Kraj: Senovo
|
Objavljeno: Sob Avg 02, 2014 3:50 pm Naslov sporočila: |
|
|
Hvala za odgovore.
Sem dodal zarezo vzdolžno po batku do osi valja, vendar ni opazne razlike.
Še največjo razliko naredi tanka nemagnetna podložka za batkom. Držalni tok batka se dvigne iz 130 mA (brez podložke) na 450 mA (s podložko).
Razmerje teh tokov je skoraj enak razmerju razlik držalnega časa s in brez podložke. Morda tak tok še teče skozi navitje nekaj časa. Če je graf visok 5A potem 130 mA niti ne morem opazit. Tu bi bil tudi razlog zakaj pri drugemu solenoidu tega pojava ne opazim, tam je držalni tok mnogo višji. Samo na glas razmišlam ... |
|
Nazaj na vrh |
|
|
Sigi Član
Pridružen-a: Čet 31 Jul 2014 11:42 Prispevkov: 199 Aktiv.: 1.68 Kraj: Kamnik
|
Objavljeno: Pon Avg 04, 2014 6:27 am Naslov sporočila: |
|
|
Živijo,
Če si vzdolžno prerezal sam batek mislim da ne bo velikega efekta. Prerezati bi bilo treba predvsem "plašč" - zunanji obod navitja ter "okroglo ploščico", ki zapira navitje. Skratka ves sklop, ki oklepa navitje. Zna biti mehansko zahtevno (neizvedljivo?).
lp |
|
Nazaj na vrh |
|
|
TECHNIC Član
Pridružen-a: Tor 31 Okt 2006 11:18 Prispevkov: 582 Aktiv.: 2.73 Kraj: Senovo
|
Objavljeno: Pon Avg 04, 2014 10:40 pm Naslov sporočila: |
|
|
Smiselno ja, da se prereže celo magnetno pot. Med samo izdelavo bi še delno šlo, sedaj je pa že precej zalepljenega skupaj (pa navitje tudi čez ...). Morda poskusim samo z zunanjim plaščem, ki zelo vpliva na zaključevanje magnetnega pretoka. To bi šlo zlahka. |
|
Nazaj na vrh |
|
|
MitjaN Član
Pridružen-a: Sre 17 Avg 2011 15:40 Prispevkov: 91 Aktiv.: 0.59 Kraj: Ljubljana
|
Objavljeno: Tor Avg 05, 2014 9:05 am Naslov sporočila: |
|
|
Zamenjaj vrstni red materiala.
Tanka podložka naj bo magnetna, batek pa naj bo nemagneten.
Nazadnje urejal/a MitjaN Tor Avg 05, 2014 9:36 pm; skupaj popravljeno 1 krat |
|
Nazaj na vrh |
|
|
igo Član
Pridružen-a: Sre 11 Okt 2006 19:11 Prispevkov: 3638 Aktiv.: 17.04
|
Objavljeno: Tor Avg 05, 2014 3:23 pm Naslov sporočila: |
|
|
Za hitrejši izklop DC sklopk in zavor se dostikrat uporablja tudi konice nasprotne polaritete.
Da ne kompliciraš z napetostmi, bi šlo najenostavneje kar s H-mostično vezavo.
Tak pristop izkorišča ravno vrtinčne tokove in remanenco, da za trenutek jedro dobesedno odbije, saj je v njem vzpostavljeno magnetno polje v eni smeri, od zunaj pa ga pritisneš v nasprotni smeri.
Ker je smeri magnetne sile na jedro dolgoročno vseeno za smer magnetnega polja, mora biti impulz ravno prav dolg, da spraviš jedro do -H koerceativnosti, nato ga izklopiš.
Z malo poskušanja boš dosegel, da se bosta sila vzmeti in magnetnega polja lepo sešteli na maso batka (dolgoročno se odštevata) in ga skupaj pospešili. _________________ Teoretično je praksa posledica teorije, praktično je pa ravno obratno. (igo 2001)
LP, Igor |
|
Nazaj na vrh |
|
|
dragoon Član
Pridružen-a: Čet 03 Maj 2007 21:51 Prispevkov: 452 Aktiv.: 2.19 Kraj: Trojane
|
Objavljeno: Tor Avg 05, 2014 4:05 pm Naslov sporočila: |
|
|
Citiram: |
Za hitrejši izklop DC sklopk in zavor se dostikrat uporablja tudi konice nasprotne polaritete. |
Takole vezi 20-40 V zener diodo, namesto releja daj tvojo spulco
Redno uporabljam pri hidro ventilih in sklopkah v ekxcenter presah _________________ LP, Mitja |
|
Nazaj na vrh |
|
|
TECHNIC Član
Pridružen-a: Tor 31 Okt 2006 11:18 Prispevkov: 582 Aktiv.: 2.73 Kraj: Senovo
|
Objavljeno: Sre Avg 06, 2014 12:17 am Naslov sporočila: |
|
|
Zadnja shema je skoraj enaka kot to, kar uporabljam. TVS dioda ima sicer dosti manjšo napetost. Ob vklopu 'filam' tuljavo z 8V, ob izklopu pa ji 'pustim', da gre do približno -8V. Za kaj več kot to bo treba drug mosfet.
Tale ideja s H-mostičem se mi dopade in bom najbrž poskusil.
MitjaN: Ne razumem najbolj, podložka je debela 0.15 mm, batek pa zaključuje ~15 mm dolgo magnetno pot. Če bo batek nemagneten ne bo prav velike sile nanj. |
|
Nazaj na vrh |
|
|
MitjaN Član
Pridružen-a: Sre 17 Avg 2011 15:40 Prispevkov: 91 Aktiv.: 0.59 Kraj: Ljubljana
|
Objavljeno: Sre Avg 06, 2014 12:14 pm Naslov sporočila: |
|
|
Dovolj veliko silo bi moral dobiti že samo s podložko, vendar naj bo debela med 1 in 2 mm.
V principu imaš asinhronski stroj. Ko se rotor namagneti, potrebuješ nekaj časa da se razmagneti. Časovna konstanta je Lr/Rr.
Predvidevam da bi zelo težko uporabil ferit ali prahasto železo za material batka, ker ga je precej težko obdelovati, ima pa dovolj veliko upornost, da s tem zmanjšaš časovno konstanto. Zato tega nisem niti predlagal.
Tako ti ne ostane drugega kot da zmanjšaš "rotorsko" induktivnost in sicer preko konstrukcijskih prijemov.
Osnovni problem tvoje konstrukcije je da je "rotor" - batek zelo dobro sklopljen z statorjem. Če se da bi jaz navitje navil samo okoli statorja in ne tako da je navitje tudi okoli batka. S tem zmanjšaš induktivnost "rotorja"
Je pa hudič takole na pamet modrovat kje in kako bo šlo polje, ker s takimi konstrukcijami nimam izkušenj. |
|
Nazaj na vrh |
|
|
TECHNIC Član
Pridružen-a: Tor 31 Okt 2006 11:18 Prispevkov: 582 Aktiv.: 2.73 Kraj: Senovo
|
Objavljeno: Sre Avg 06, 2014 6:01 pm Naslov sporočila: |
|
|
To zveni smiselno, jedro ostane namagneteno tudi po izklopu toka. Glavni problem izhaja iz tega, da je za vklop ventila potrebno precej večje polje kot za izklop. To, da polje pada od začetnega proti manjšemu (da se batek odlepi) pač traja nekaj časa. Ena opcija bi bila konusna oblika batka, tam se sila ne spreminja toliko z razdaljo in bi morda dosegel da je pritezno in držalno polje (tok) skoraj enako. Je pa sila nasploh manjša pri konusnem batku.
Kako bi lahko zmanjšal induktivnost batka? Tole bom še pogooglal oziroma odprl kako knjigo, ampak vseeno. Lahko dam krajši batek, da je manj potopljen v navitje. Lahko zmanjšam premer batka, itd ...
Poskusil bom še z eno rečjo. Na začetku dam na tuljavo polno napetost. Takoj po nekaj ms (ko je batek že premaknjen) spustim napetost (preko PWM) na neko vrednost, ki je še vedno dovolj visoka za držanje batka. Ob željenem izklopu izklopim napetost. Tako v batku ne bi smelo biti previsoko polje ob izklopu. |
|
Nazaj na vrh |
|
|
TECHNIC Član
Pridružen-a: Tor 31 Okt 2006 11:18 Prispevkov: 582 Aktiv.: 2.73 Kraj: Senovo
|
Objavljeno: Pon Avg 18, 2014 3:05 pm Naslov sporočila: |
|
|
Zadeva se zdi rešena. Uporabil sem H-mostič, kjer 5 ms magnetim tuljavo in nato še 5 ms razmagnetujem z obratno polariteto. Dosegel sem čase ciklanja do 2.5 ms (snemano z mikrofonom na ohišju ventila). Mnogo bolje od prejšnjih ~5 do 6 ms. Če bom hotel še kaj hitreje od tega, bo treba zmanjšati maso batka in/ali povečati silo vzmeti.
Hvala vsem, še posebej igo-tu! |
|
Nazaj na vrh |
|
|
|
|
Ne, ne moreš dodajati novih tem v tem forumu Ne, ne moreš odgovarjati na teme v tem forumu Ne, ne moreš urejati svojih prispevkov v tem forumu Ne, ne moreš brisati svojih prispevkov v tem forumu Ne ne moreš glasovati v anketi v tem forumu Ne, ne moreš pripeti datotek v tem forumu Ne, ne moreš povleči datotek v tem forumu
|
Uptime: 76 dni
Powered by phpBB © 2001, 2005 phpBB Group
|