Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Elektrische Last/Widerstand mit Steuerspannung bis 20W


von Stanislav R. (estanzi)


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Hallo,

ich möchte gerne einen Generator mit einem Widerstand als Last steuern. 
Ich brauche Widerstände zwischen 0 Ohm und 100 Ohm (oder 50 Ohm). Diesen 
möchte ich gerne mit einem Spannungssignal einstellen können.

D.h. 0 V sollen 0 Ohm entsprechen und
10V sollen 100Ohm entsprechen.

Das System muss max. 20-30 W abkönnen. Ich habe bisher nur digitale 
Lasten gefunden, die bei mehr als einem Watt durchbrennen.

Hat jemand sowas schon mal gebaut und kann mir ein paar Tipps oder 
idealerweise eine skizze geben?

Vielen Dank,

estanzi

von Uwe (Gast)


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FET

von Udo S. (urschmitt)


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Stanislav Rockel schrieb:
> gerne einen Generator mit einem Widerstand als Last steuern.

Einen Generator steuert man eher über die Erregerwicklung. Oder man 
begrenzt hinter dem generator die Spannung oder den Strom

Willst du steuern oder regeln?

Beschreib mal dein Problem, nicht dein Lösungsansatz.
(Siehe Netiquette zur Beschreibung des Problems)

Man kann zwar einen Fet/Mosfet oder auch Bipolartransistor so 
verschalten daß er wie ein Widerstand arbeitet, aber das ist nicht ganz 
trivial

von MaWin (Gast)


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> Diesen möchte ich gerne mit einem Spannungssignal einstellen können.

Das ist schweirig, denn für eine elektronische Simulation
dazu muß man Spannug an der Last und Spannung des Steuersignals
miteinander jultiplizieren.

Analogmultiplizierer sind teuer, aufwändig und schlecht.

Wenn du ein elektronisches Poti verwendest, geht es hingegen
recht leicht mit folgender Schaltung, Rx/Cx an optimale
Regeleigenscaften anpassen, als OpAmp möglichst eine nehmen
der auch bei kapazitiver Last stabil bleibt wei MC34071,
dann brauchst du R2 nicht.

  +-------------------+--o Last
  |                   |
  R1                  |
  |                   |
Poti----|+\           |
  |     |  >--+--R2--|I PowerMOSFET
  |  +--|-/   |       |S  auf KK
  |  |        Cx      |
  |  |        |       |
  |  +--------+--Rx---+
  |                   |
  |                 Shunt
  |                   |
  +-------------------+--o

von Uwe (Gast)


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Leistungspotentiometer mit Motor

von Stanislav R. (estanzi)


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Hallo,

im Endeffekt soll das ganze ein Potentiometer sein an dem ich nicht 
mechanisch drehen will, sondern dessen Wert ich mit einer Spannung 
einstellen kann.

Wir bauen eine kleine Modell-Windenergieanlage auf und messen ihre 
Leistung bei verschiedenen Windgeschwindigkeiten. Hierzu haben wir als 
Generator einen kleinen Gleichstrommotor genommen. Bisher stecken wir 
verschiedene Widerstände als Last an den Generator um Drehmoment und 
Rotationsfrequenz zu steuern.

Das ganze per Hand zu machen ist recht mühsam, wenn man viele 
verschiedene Widerstände bei verschiedenen Windgeschwindigkeiten 
durchprobieren will, um eine gute Charakteristik der Anlage zu bekommen. 
Deshalb haben wir uns gedacht, dass man das ganze irgendwie 
automatisieren sollte. Wir haben einen AD-Wandler der Spannungen 
zwischen 0V und 10V ausgeben kann. Mit dem AD-Wandler und Labview 
steuern wir unsere Windgeschwindigkeit und messen die Leistungen bei 
verschiedenen Windgeschwindigkeiten. Wenn wir jetzt noch mit einer 
weiteren Steuerspannug den Widerstand in kleinen Schritten einstellen 
könnten, würde uns das viel Zeit ersparen.

Schlussendlich wollen wir jetzt erstmal charakterisieren und danach eine 
einfache Regelung mit der Last in Labview programmieren.

@MaWin: Kann die Schaltung ein paar Watt ab? Wie kann ich da 
verschiedene Widerstände einstellen, über den Poti?

Danke,

estanzi

von Falk B. (falk)


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@  Stanislav Rockel (estanzi)

>@MaWin: Kann die Schaltung ein paar Watt ab?

Ja, wenn man den MOSFET ausreichend kühlt.

> Wie kann ich da  verschiedene Widerstände einstellen,

Gar nicht, man stellt einen Konstantstrom ein. Das machen die meisten 
elektronischen Lasten.

http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_Operationsverst.C3.A4rker_und_Bipolartransistor

> über den Poti?

Ja. Kann natürlich auch eure Steuerspannung sein, muss man mit einem 
Spannungsteiler runterteilen. Typisch sind so 0,1V Vollausschlag.

von Stanislav R. (estanzi)


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Hallo,

danke für die Antworten. Ich versuch das mal zusammenzufassen, ob ich 
das richtig verstanden habe:

Ich nehme die Schaltung: "Konstantstromquelle mit OPV und MOSFET" unter 
dem o.g. Link. Am +-Eingang des OPV stelle ich eine Spannung zwischen 0V 
und 100mV ein. Dadurch schalte ich den Strom am MOSFET und somit auch an 
R2 (Shunt)?

Wo schließe ich die Pole meines Generators an?

Wie Dimensioniert man denn die Widerstände und die Kapazität?

@MaWin: Wofür brauche ich R1? Hat er die Gleiche Funktion wie R3 in der 
Scahltung im Link?

Danke,

Estanzi

von Falk B. (falk)


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@  Stanislav Rockel (estanzi)

>Ich nehme die Schaltung: "Konstantstromquelle mit OPV und MOSFET" unter
>dem o.g. Link. Am +-Eingang des OPV stelle ich eine Spannung zwischen 0V
>und 100mV ein.

Ja.

> Dadurch schalte ich den Strom am MOSFET und somit auch an
>R2 (Shunt)?

Jain, du gibtst den Strom vor, der OPV + MOSFET reglen das dann.

>Wo schließe ich die Pole meines Generators an?

Am Drain und GND.

>Wie Dimensioniert man denn die Widerstände und die Kapazität?

Nimm die aus dem Beispiel.

>@MaWin: Wofür brauche ich R1?

Damit man einen sinnvollen Einstellbereich hat, denn die Sollspannung 
ist sehr klein.

> Hat er die Gleiche Funktion wie R3 in der
> Scahltung im Link?

nein.

von MaWin (Gast)


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> @MaWin: Kann die Schaltung ein paar Watt ab?

So viel wie dr MOSFET auf dem Kühlkörper veerbraten kann, siehe dessen 
SOA-Diagramm.

> Wie kann ich da verschiedene Widerstände einstellen, über den Poti?

Ja und daher sollte es ein elektronisches Poti sien, wenn du es 
elektronisch verstellen können möchtest.

> Gar nicht, man stellt einen Konstantstrom ein.

Nein, die gezeigte Schaltung ist keine Konstantstromsenke, sondern 
emuliert einen Leistungswiderstand.

von MaWin (Gast)


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> Wofür brauche ich R1?

Das Poti soll nur bis zur Maximalleistung des shunt regeln können. Wennd 
er shunt z.B. 1W maximal abkann, und dazu ein 1 Ohm Typ ist der bis 1V 
verträgt weil dann 1A fliesst, dann darf am Poti auch nur 1V einstellbar 
sein.
Wenn der MOSFET aber 24 Watt abführen kann, zusemmen mit dem shunt 25W 
und 1A, dann ist die maximale Spannung die die Gesamtkonstruktion abkann 
25V. Dann sollen an R1 24V abfallen und am Poti 1V, also z.B. R1=24k, 
Poti=1k.

So hätte man einen einstellbaren Leistungswiderstand mit 25W und über 1 
Ohm.

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