Hallo Zusammen Ich bastle gerade etwas mit Magnetventilen rum (Irgend so ein Gemü Industrieventil, welches ich gerade zur Hand hatte). Leider kann ich diese nicht so schnell schalten wie erträumt. Das Ziel ist eine periodische Schaltreihenfolge wie folgt: Intakevalve open (IVO): 10ms Intakevalve close(IVC): 30ms Exhaustvalve open (EVO):50ms Exhaustvalve close(EVC):100ms IVO: 110ms usw... Die Verzögerung nach dem Schaltbefehl kann ich, wenn auch mühsam, kompensieren. Mein Versuchsaufbau sieht folgendermassen aus: Einlassventil - Behälter - Auslassventil. Später kommt dann anstelle des Behälters ein Zylinder mit Kolben --> Druckluftmotor. Bei einem ersten Versuch, habe ich den Druck im Behälter gemessen und festgestellt, dass erst bei einer Verdoppelung der Schaltzeiten ein periodischer Druckverlauf resultiert (Siehe Uebersicht_druckverlauf im Anhang). Dies ist aber zu langsam :) Da das Ventil beim ersten Durchlauf noch öffnet und auch bei den langsameren Versuchen im ersten Durchlauf ein höherer Druck im Behälter resultiert (-->schnellere Öffnungszeit), denke ich liegt es an meiner Schaltung?! Ich benutze 2 von diesen Optokoppler http://www.mouser.com/ds/2/427/vo3120-244747.pdf wobei ich die Schaltung in Fig.7 kopiert habe um das Ventil anzusteuern. Auf der Led-Seite ist ein AVR welches das Zeugs schaltet. Spannungsquelle ist ein 24V Batterieladegerät. Das Ventil (24VDC) hat einen Widerstand von 44.5 Ohm, mehr weis ich leider nicht darüber. Jetzt stellt sich die Frage, wie ich die ganze Sache optimieren kann damit ich an die Grenzen des Ventils stosse und nicht meine Beschaltung den Flaschenhals darstellt? Vielen Dank für jegliche Hinweise (auch vernichtende) schon im Voraus!! Gruess Druckluft
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Druckluft schrieb: > Magnetventil schneller schalten Normalerweise müsstest Du parallel zum Magnetventil eine Diode schalten, um Deine Ansteuerschaltung vor Schaltspitzen zu schützen. Das wäre hier nicht angebracht, sondern man nimmt stattdessen eine Z-Diode in Reihe zu einer Standarddiode oder einen Varistor. Gruss Harald
Die Verzögerungszeit durch die Optokoppler würde ich mal messen und sehen ob die das langsames schalten verursacht. Ansonsten kann man einen stromgesteuerten PWM-Spulentreiber nehmen und das Ventil mit einer höheren Spannung ansteuern(beschleunigt das Anziehen). Beim Abschalten hilft es das Magnetfeld schneller abzubauen, wenn man eine Z-Diode anstelle einer normalen Freilaufdiode nimmt. Schau Dir mal den iC-GE an, der ist dafür geeignet: http://ichaus.biz/product/iC-GE und eine Applikation:http://www.elektronikpraxis.vogel.de/analogtechnik/articles/387196/.
Das Medium (Gas, Flüssigkeit) wird bestimmt auch noch eine Massenträgheit haben, welche die Druckmessung verzögert. Ansonsten, wie Harald schreibt. Die Jungs, die z.B. Hochspannung mit Transistor und einer KFz-Zündspule erzeugen, dürfen auch keine Schutzdiode verwenden, weil die kontraproduktiv ist. Man flacht entweder das Abschaltsignal etwas ab, um den Transistor nicht zu zerstören, oder man nimmt halt einen Hochspannungstransistor, bestenfalls auch ein Relais dafür. Mit kräftigeren Schaltströmen könnte man evtl. auch noch was erreichen.
> Spannungsquelle ist ein 24V Batterieladegerät. Das Ventil (24VDC) > Jetzt stellt sich die Frage, wie ich die ganze Sache optimieren kann > damit ich an die Grenzen des Ventils stosse Deutlich mehr Spannung, bis hin zur Isolationsspannugn des Ventils. Sagen wir 240V. Dann wenn der Strom weit genug gestiegen ist entweder Umschaltung auf 24V oder Stromchoppenbetrieb. Da dein Ventil offenbar nur die Hälfte der Zeit eingeschaltet ist, darfst du sowieso den 1.4-fachen Strom fliessen lassen (also wie an 34V), ohne dass es überhitzt. Und Abschalten nicht durch ÖÖffnen und eine Freilaufiode, sondern entweder -240V oder eine Freilauf-Z-Diode mit viel Vol (240 wird nicht ganz gehen weil die Güte der Spule vermutlich nicht 10 beträgt, aber 100V würde cih schon probieren. Der vom VO3120 gesteuerte Optokoppler muss eben diese Spannung auch aushalten. > wobei ich die Schaltung in Fig.7 kopiert habe um das Ventil anzusteuern Das ist doch bloss eine Testschaltung, dahinter gehört doch vor allem der starke MOSFET.
Wie träge ist denn das Ventil ? bzw. wie 'schnell' ist es spezifiziert ?
Erstmal vielen Dank für die netten Hinweise! Harald Wilhelms schrieb: > Normalerweise müsstest Du parallel zum Magnetventil eine Diode > schalten, um Deine Ansteuerschaltung vor Schaltspitzen zu schützen. > Das wäre hier nicht angebracht, sondern man nimmt stattdessen > eine Z-Diode in Reihe zu einer Standarddiode oder einen Varistor. MaWin schrieb: > Und Abschalten nicht durch ÖÖffnen und eine Freilaufiode, sondern > entweder -240V oder eine Freilauf-Z-Diode mit viel Vol (240 wird nicht > ganz gehen weil die Güte der Spule vermutlich nicht 10 beträgt, aber > 100V würde cih schon probieren. Ich habe ein 48V Netzteil zur Hand und werde wohl mal die Freilauf-Z-Diode Variante ausprobieren. MaWin schrieb: > Das ist doch bloss eine Testschaltung, dahinter gehört doch vor allem > der starke MOSFET. Der ist ja jetzt unerlässlich, da ich höhere Spannung verwenden will. Mit 24V dachte ich ist es sinnlos noch einen Fet dazwischen zu packen, welcher auch wieder eine Verzögerung produziert und der Opto hält ja 2.5 A aus... Da ich mich max. als ambitionierten Bastler bezeichne bräuchte ich wohl beim weiteren Vorgehen etwas Hilfe: Vorhanden ist z.b. ein IRLZ34N (http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irlz34n.pdf) muss ich dann einfach schauen, das die Dioden bei ca. 50V aktiv werden oder hab ich da was missverstanden? Um nach dem Anzug die Spannung zu halbieren dachte ich an einen einfachen Spannungsteiler. Einen ca. 40 Ohm Widerstand mit einem 2. Fet parallell zum 1. Fet dazuschalten und 1. Fet aus. Falsch gedacht? Nur zum testen ob ich nicht sowieso andere Ventile kaufen muss... Falls das klappt würde ich mir dann wohl den von Horst vorgeschlagenen (vielen Dank für den Tipp) iC-GE bestellen, damit da nicht immer sinnlos Leistung verbraten wird. Die Fets würde ich wohl weiter über nen Opto ansteuern. Mein Netzteil ist normalerweise für Schrittmotoren im Einsatz und hat nen riesen Elko zwischen den Ausgängen soll ich den dazwischen lassen? Arsenico schrieb: > Wie träge ist denn das Ventil ? bzw. wie 'schnell' ist es spezifiziert ? Keine Ahnung müsste ich wohl beim Hersteller anrufen, aber da Wochenende ist, krieg ich die Info frühstens am Montag :) Gruess Druckluft
Wilhelm F. schrieb: > Man flacht entweder > das Abschaltsignal etwas ab, um den Transistor nicht zu zerstören, oder > man nimmt halt einen Hochspannungstransistor, bestenfalls auch ein > Relais dafür. Dann kann ich auch z.b. einen irl530n (oder noch Heftiger?) nehmen und auf die Dioden verzichten? Gruess Druckluft
Druckluft schrieb: > Wilhelm F. schrieb: >> Man flacht entweder >> das Abschaltsignal etwas ab, um den Transistor nicht zu zerstören, oder >> man nimmt halt einen Hochspannungstransistor, bestenfalls auch ein >> Relais dafür. > > Dann kann ich auch z.b. einen irl530n (oder noch Heftiger?) nehmen und > auf die Dioden verzichten? > > Gruess Druckluft Den Transistor kenne ich jetzt direkt nicht, aber man kann ja da etwas experimentieren. Eine Zündspule bspw. macht nur einen maximalen Funken, wenn die Primärseite wie bei einem Relaiskontakt sofort ganz offen geschaltet wird. Allerdings hat man dann auch auf der Primärseite kV Induktionsspannungen. Schaltungen, die ich mit Bipolar-Leistungstransistoren sah, hatten zur Abflachung der Abschaltflanke da ein RC-Glied an der Basis. Deshalb mußte man nicht einen 1,7kV-Transistor nehmen, wenn man nur einen hat, der 500V verträgt. Aber ich würde es, wie auch MaWin schon schreibt, mit sehr hohen Ein- und Ausschaltströmen versuchen. Vielleicht nicht gerade bis an die äußersten Grenzen, was die Spule aus hält. Egal, wie man das schaltungstechnisch hin bekommt. Wenn man aktiv niederohmig sowohl ein als auch aus schaltet, erübrigt sich evtl. auch das Problem mit der Induktionsspannung bei Abschaltung ganz. Hochspannungs-MOSFET haben gerne einen viel höheren RDS_on, sollte man auch nicht ganz vergessen. Aber was ist jetzt mit der Massenträgheit des Mediums Gas oder Flüssigkeit? Die verzögert ja zeitlich auch. Ist das so weit geklärt?
Wilhelm F. schrieb: > Wenn man aktiv niederohmig sowohl ein > als auch aus schaltet, erübrigt sich evtl. auch das Problem mit der > Induktionsspannung bei Abschaltung ganz. Was meinst du damit? Wilhelm F. schrieb: > Aber was ist jetzt mit der Massenträgheit des Mediums Gas oder > Flüssigkeit? Die verzögert ja zeitlich auch. Ist das so weit geklärt? Das Medium ist Druckluft bei 7 bar Druckdifferenz. Der Öffnungsfquerschnitt ist G1/4". Habe den Durchfluss mal Simuliert und das sollte schon passen bzw. bei den angestrebten Schaltzeiten sollte definitiv ein Druckanstieg sichtbar sein. Der Sensor hat eine t90 Zeit von 2ms was wohl auch ausreichend sein sollte um die Änderung mitzukriegen.
Druckluft schrieb: > Wilhelm F. schrieb: >> Wenn man aktiv niederohmig sowohl ein >> als auch aus schaltet, erübrigt sich evtl. auch das Problem mit der >> Induktionsspannung bei Abschaltung ganz. > > Was meinst du damit? Daß man dem Ventil auch bei Abschaltung sofort einen kurzen negativen Stromimpuls gibt. Evtl. beschleunigt das auch die mechanischen bewegten Teile im Ventil. Ich hatte zwar nur mit Relais zu tun, und Abschaltverzögerungen. Bei einem bipolaren Relais, wo der Anker ein Magnet ist, geht eine Abfallbeschleunigung auf jeden Fall.
Druckluft schrieb: > welcher auch wieder eine Verzögerung produziert und der Opto hält ja 2.5 > A aus... die 2.5 A hält er 10µs lang aus (Fussnote 2 auf S.3 des Datenblatts). Das reicht, um das Gate eines MOSFETs zu entladen. Aber die ~500mA, die dein Ventil über längere Zeiten zieht, schafft er nicht. Wenn du das Ventil gegen GND geschaltet hast, bleiben am Optokoppler sogar schon 4V hängen, wenn er Strom nur 100mA Strom beträgt -> das Teil taugt auch bei 24V überhaupt nicht für deine Anwendung. Zudem wird es beim Ausschalten nicht hochohmig sondern liefert halbwegs niederohmig 0V, so dass der Strom in der induktiven Last sehr langsam absinkt. Es ist aber prima geeignet, um eine kapazitive Last wie das Gate eines MOSFET zu treiben. Und mit dem kannst du dein Ventil schalten.
Wilhelm F. schrieb: > Daß man dem Ventil auch bei Abschaltung sofort einen kurzen negativen > Stromimpuls gibt. Evtl. beschleunigt das auch die mechanischen bewegten > Teile im Ventil. Das Ventil ist bei diesen Schaltzeiten schon gut belastet... Das schliessen überlasse ich erstmal der Feder. Falls der Schliessvorgang zu langsam ist wird die negative Spannung wieder zum Thema. Achim S. schrieb: > Es ist aber prima geeignet, um eine kapazitive Last wie das Gate eines > MOSFET zu treiben. Und mit dem kannst du dein Ventil schalten. Vielen Dank für die Erläuterung! Dann versuche ich mal mit dem erwähnten irl530n (Oder zur Sicherheit doch lieber den hier?: http://ch.mouser.com/Search/ProductDetail.aspx?R=IPA90R500C3virtualkey63830000virtualkey726-IPA90R500C3 ) und 48V ohne Dioden. Auch den Spannungsteiler möchte ich mal weglassen und verkürze einfach die Haltezeit. MaWin schrieb: > Da dein Ventil offenbar nur die Hälfte der Zeit eingeschaltet ist, > darfst du sowieso den 1.4-fachen Strom fliessen lassen (also wie an > 34V), ohne dass es überhitzt. Wie kommt man den von Hälfte der Zeit auf 140% Strom? Gruess Druckluft
Druckluft schrieb: > Wie kommt man den von Hälfte der Zeit auf 140% Strom? Das hat mit der Einschaltdauer zu tun, die das Ventil ja erwärmt. Überhitzung. Im Mittel bekommt man die selbe Erwärmung eben mit 140% Strom und nur halber Einschaltdauer.
Horst H. schrieb: > Die Verzögerungszeit durch die Optokoppler würde ich mal messen und > sehen ob die das langsames schalten verursacht. A Schon ein Blick ins Datenblatt verrät, das der mit seinen weniger als 1µs wohl nicht als Übeltäter in Frage kommt. So eine Spule vom Ventilaktuator hat nun mal eine Induktivität und die wehrt sich nach Kräften gegen Stromänderungen.
Wilhelm F. schrieb: > Das hat mit der Einschaltdauer zu tun, die das Ventil ja erwärmt. > Überhitzung. Im Mittel bekommt man die selbe Erwärmung eben mit 140% > Strom und nur halber Einschaltdauer. Jetzt kommts wieder, ist ja quadratisch... Dann versuch ichs mal mit 1/4 Einschaltzeit und 48V :) Da im Moment nur der irl530n oder der IPA90R500C3 zur Verfügung steht, um es ohne Dioden zu versuchen, nehme ich wohl den 900V Overkill mit meinem Optokoppler angesteuert, oder ist das keine gute Idee? Grüsse Druckluft
Druckluft schrieb: > Dann versuche ich mal mit dem erwähnten irl530n (Oder zur Sicherheit > doch lieber den hier?: > http://ch.mouser.com/Search/ProductDetail.aspx?R=IPA90R500C3virtualkey63830000virtualkey726-IPA90R500C3 > ) und 48V ohne Dioden. Auch den Spannungsteiler möchte ich mal weglassen > und verkürze einfach die Haltezeit. Beim Einschalten ist die Stromanstiegsgeschwindigkeit durch die 48V (bzw. 24V) gegeben. Beim Ausschalten durch die Sperrspannung des FETs. Sowohl die 100V des IRL530n als auch die 900V des IPA90R500C3 sind viel größer -> mit beiden wirst du viel schneller ausschalten können als einschalten. Von daher reicht der IRL530n aus. Willst du die 48 V jetzt bein Anschalten dauerhaft anlegen oder willst du in einen Chop-Mode gehen? Wenn du choppen willst, brauchst du wieder eine Freilaufdiode, dann ist wieder nichts mit schnellem Abschalten. Wenn du > und 48V ohne Dioden. arbeiten willst, muss dein FET bei jedem Ausschalten eine Energie von 1/2 1A L verbraten. Der IRL530n verträgt als Repetitive Avalanche Energy 8,8mJ, der IPA90R500C3 ist sogar nur für 0,74 mJ spezifizert. Beides dürfte zu wenig für dein Ventil sein. Da du nur im ms-Bereich schalten willst kannst du die FETs zwar etwas stärker belasten, aber ich würde an deiner Stelle lieber mit Dioden arbeiten. Als entweder eine Zener-Freilaufdiode, die die Belastung aushält. Oder eine einfache Freilaufdiode mit einem Heizwiderstand. Der Heizwiderstand muss so berechnet sein, dass der Spannungsabfall an ihm sicher unter der Durchbruchspannung des FETs bleibt (da wäre natürlich wieder der IPA90R500C3 von Vorteil). Mit jeder dieser Varianten wird die Schaltzeit sehr viel schneller sein als bei deiner früheren Ansteuerung aus dem Optokoppler. Vielleicht kommst du dann zum Schluss, dass dir die 24V auch schon reichen...
Druckluft schrieb: > Dann versuch ichs mal mit 1/4 Einschaltzeit und 48V :) Das Abschalten wird dadurch nicht schneller. Wenn du Pech hast, wird es sogar langsamer.
Mr. Tom schrieb: > Das Abschalten wird dadurch nicht schneller. Wenn du Pech hast, wird es > sogar langsamer. Um so eine Schaltung qualitativ zu testen, würde ich mir auch ein simples Relais her nehmen, und ans Oszi hängen. Der Relaisanker als träge Masse ist wohl ungefähr wie so ein Ventil, braucht auf jeden Fall Anzugsenergie und Beschleunigung, ebenso Abfallenergie.
Hallo, Profis verwenden eine Peak&Hold Endstufe zum schnellen Schalten. Aus einem Booster-Kreis (2-4 fache Nennspannung) wird die schnelle Einschaltung erzeugt. Danach wird auf normale Betriebsspannung umgeschaltet oder im Chopper-Betrieb gearbeitet. Beim schnellen Ausschalten wird einfach die Energie wieder in den Booster-Kreis zurückgespeist. Die Ansteuerung ist relativ aufwendig: es werden je Spule 3 FETs und 3 Dioden + entsprechende FET-Treiber benötigt. Einfacher geht es mit einem Serienwiderstand in Reihe mit der Spule und entsprechend höherer Speisespannung. (Z.B. 100V) Gruß Anja
Wilhelm F. schrieb: > ... Der Relaisanker als träge Masse ist wohl ungefähr wie so ein > Ventil, braucht auf jeden Fall Anzugsenergie und Beschleunigung, > ebenso Abfallenergie. Das ist erst die nächste Baustelle. Erstmal ist so ein Ventilaktuator eine Spule mit Induktivität, die ihr Feld auf- und wieder abbauen muss.
Andererseits: Gibt es keine motorgetriebenen Ventile? [OT] Ich hab da noch einen sehr sehr schnellen Motor von 1950 in Erinnerung, den EMD-Wähler. Also über 60 Jahre alt. Der läuft frei ungefähr 120 Schritte pro Sekunde, und kann in nur 3ms bei einem beliebigen Schritt exakt starten oder stoppen. Der Motor hatte einen genialen Z-Anker mit zwei um 90° versetzte Motorspulen. Ein gezielter Rechts-Links-Lauf wäre auch leicht möglich gewesen, aber Wähler drehten nur rechts herum. Woanders als in Telefonvermittlung sah ich sowas auch nie. Über die Rotary 7A2 staunte ich aber auch nur. Also wie einer mal auf den Z-Anker kam, das muß auch ein genialer Entwickler gewesen sein. Im Prinzip war das ein erster sehr guter Stepper-Motor. Normale Motoren gingen da in der Vermittlung mal gar nicht, völlig unzulänglich. Wär das nicht mal was für Entwickler von Ventilen? [/OT]
Achim S. schrieb: > Mit jeder dieser Varianten wird die Schaltzeit sehr viel schneller sein > als bei deiner früheren Ansteuerung aus dem Optokoppler. Vielleicht > kommst du dann zum Schluss, dass dir die 24V auch schon reichen... Da könntest du durchaus recht haben, ist sicherlich sinnvoll dies erstmal auszutesten. Dachte das wird heute Abend noch was mit den Ventilen aber offenbar muss ich da mehr Zeit investieren :) was auch OK ist, wenns dann passt und da würde mich trotzdem noch interessieren, wie denn so eine peak&hold schaltung auszusehen hat? Anja schrieb: > Profis verwenden eine Peak&Hold Endstufe zum schnellen Schalten. Hast du da evtl gerade ein, zwei links im Köcher? Anja schrieb: > Einfacher geht es mit einem Serienwiderstand in Reihe mit der Spule und > entsprechend höherer Speisespannung. (Z.B. 100V) Mich muss man offenbar überall hochheben :) Also den Widerstand immer drinne lassen oder meinst du sowas? Druckluft schrieb: > Um nach dem Anzug die Spannung zu halbieren dachte ich an einen > einfachen Spannungsteiler. Einen ca. 40 Ohm Widerstand mit einem 2. Fet > parallell zum 1. Fet dazuschalten und 1. Fet aus. Wilhelm F. schrieb: > Gibt es keine motorgetriebenen Ventile? Bin offen für alles! Offenbar hat man vorallem mit grösseren Ventilquerschnitten Mühe was anständiges zu finden. In den Labors werden hauptsächlich hydraulisch getriebene Ventile benutzt und die sind viel zu teuer... Wenn jemand eine Alternative kennt wäre ich sehr dankbar!! Gruess Druckluft
Druckluft schrieb: > Hast du da evtl gerade ein, zwei links im Köcher? Scheint Insiderwissen zu sein: im Web findet man fast nur fertige Endstufen. http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/de/nid/210732 http://www.gantec.com/produkte/ventilsteuergeraete/16-gn052-xx-230.html oder ASICs: http://www.bosch-semiconductors.de/media/pdf_1/einzeldownloads/engine_management/CY335_Direct_Injection_valve_driver.pdf Druckluft schrieb: > Mich muss man offenbar überall hochheben :) Also den Widerstand immer > drinne lassen Ja: die Zeitkonstante der Spule ist L/R Je größer der Widerstand desto kleiner die Zeitkonstante. Deshalb sind ja auch Freilaufdioden direkt an der Spule so schädlich da sie im Freilauf einen Kurzschluß darstellen. Druckluft schrieb: > Einen ca. 40 Ohm Widerstand mit einem 2. Fet > parallell zum 1. Fet dazuschalten und 1. Fet aus. Falsch gedacht? Geht prinzipiell auch zumindest fürs Einschalten. Aber wie schaltest Du dann schnell aus? Gruß Anja
Wie gross soll denn das Ventil sein ? Wie gross die bewegte Masse ? Elektronik alleine kann nicht alles lösen !
Erstmal herzlichen Dank an Alle für die hilfreichen Hinweise!! Denke muss mich da mal wieder einlesen ist alles schon ne Weile her. Werde die verschiedenen Dinge mal ausprobieren und schauen obs reicht oder ob ich schnellere Ventile benötige. Aber vorallem den iC-GE PWM RELAY/SOLENOID DRIVER finde ich für Leute wie mich (maschinenbau :)) interessant kostet ja nur 4.25 Euro aber scheint so als könnte man sich damit nen ganzen Haufen Probleme ersparen. Arsenico schrieb: > Wie gross soll denn das Ventil sein ? > Wie gross die bewegte Masse ? > > Elektronik alleine kann nicht alles lösen ! Da kann ich dir nur recht geben! Falls du/jemand noch ne (nicht allzuteure) Alternative zu den Industriemagnetventilen kennt um Druckluft (~10bar) gezielt einzuspritzen (10-20Hz Periode mit 5-20ms Einspritzzeit, möglichst viel davon offen..., Ventilquerschnitt ca. 20mm) dann wäre ich wirklich dankbar! Ich denke meine werden da nicht lange mitmachen und sind eher früher als später kaputt. Gruess Druckluft
Hallo ich kenne diese Problematik bei Proportionalhydraulikventilen. Bei hydraulischen MV wird das Problem mit s.g. dither Spannung gelöst. Man versetzt durch eine Wechselspannung, welche die Gleichspannung überlagert in schwingung. Dadurch 'schwimmt' der Steuerkolben im Ventil auf dem Schmierfilm und muss nicht mehr zuerst gegen die Haftreibung arbeiten. Die frequenz variiert dabei, je nach Größe des Magnetventils zwischen 100 und 270Hz. Inwiefern sich dies auf die pneumatische MVs anwenden lässt kann ich nicht sagen, aber vielleicht lässt sich dadurch etwas höhere schaltzeit des MVs erreichen? Nur so eine Idee?!
Es fehlt (wenn ich es nicht überlesen habe) eine wichtige Angabe, welcher Volumenstrom Q (Nl/min) wird benötigt? Schau mal die Schnellschaltventile von Matrix an (Vertrieb Bibus), z. B. Serien 720, 750, 820 (setzen wir zur schnellen Taktung ein). Es werden Schaltfrequenzen mit einigen hundert Hz erreicht, d. h. schliessen mit 3ms. (Lebendauer / Zyklenzahl ist sehr hoch). Matrix hat auch kleine Piezoventile, mit den bekannten Vorzügen... Ist die Durchflussrate zu gering, evtl. als Pilotventil für ein pneumatisch angesteuertes V. benutzen...
Vielen Dank Peter und b35 für die Inputs! b35 schrieb: > Es fehlt (wenn ich es nicht überlesen habe) eine wichtige Angabe, > welcher Volumenstrom Q (Nl/min) wird benötigt? Hochgerechnet mit ein paar groben Annahmen ca. 600-800Nl/min wobei die Druckverluste schon eine Rolle spielen. Die Matrixventile wären von den Schaltzeiten und Lebensdauer her optimal. Aber der Querschnitt schaut ziemlich eng aus. Weist du per Zufall was die so kosten, konnte keine Preisangabe finden?
Die Sache mit dem "elektrischen" Ansatz würde ich mir noch mal überlegen! Wenn das Ventil zu schnell öffnet, schlägt möglicherweise ein Teil der Mechanik gegen Teile, die für diese Schlagenergie nicht konstruiert wurden. Da das Abschalten üblicherweise durch "Stromdiebstahl" geschieht, ist an dieser Stelle eh' nicht viel zu machen. An die Mikrosekundenfetischisten: Hier geht es um Werte, die um ein vielfaches über Schalt- und sonstigen Verzögerungen geht. Stichwort: Mechanik. Möglicherweise liegt's auch gar nicht an der Ansteuerung. Bei großen Ventilen und bei Ventilen, die mit geringer elektrischer Energie auskommen müssen, wird oft ein Verstärker verwendet. Dies ist kein elektrischer, sondern ein pneumatischer Verstärker. Sollte allerdings aus dem Schalbild hervorgehen. Aus physikalischen Gründen sind diese natürlich sehr viel langsamer in ihrer Reaktion.
Niedriger zweistelliger Bereich. Aber wir sind Industriekunde, beziehen in großer Stückzahl (das ist relativ), nützt Dir also nichts.
Peter schrieb: > Man versetzt durch eine Wechselspannung, welche die Gleichspannung > überlagert in schwingung. Ventile werden nicht durch Spannung betrieben, sondern durch (geregelten) Strom. Sonst würde gerade bei Hydraulikproportionalventilen die Kennlinie von der Temperatur abhängen. Das will keiner.
Mein Vorschreiber (Amateur) hat recht, mit einem "Wald-und-Wiesen-Ventil" wirst Du vermutlich nicht schneller werden. In unseren Maschinen sind viele Ventile eingebaut. Der Schaltzeitpunkt muss da genau passen, weshalb die Schaltzeit in der Software eingestellt werden muss. Diese bewegt sich zwischen 10 und 25 ms. Wir haben auch hydraulische Ventile, die wesentlich schneller schalten. Die sind jedoch äußerst teuer und es sind gerade mal 5 Stück in unserem gesamten Maschinenpark verbaut. Zum Abschluss aber noch eine grundlegende Frage: Was genau willst Du bauen? Soweit ich das herauslesen konnte, soll es ein per Druckluftzylinder angetriebener Motor sein, ähnlicher Aufbau wie ein Verbrennungsmotor? Druckluftmotoren funktionieren aber vom Prinzip her anders. Es gibt verschiedene Bauarten, aber alle nutzen die konstante Strömung der Luft aus (bitte korrigiert mich, falls ich da falsch liege). Wenn Du vielleicht schreibst, was Du damit genau antreiben möchtest (wenn möglich mit einigen Eckdaten dazu), dann kämen vielleicht andere Vorschläge, die dich weiterbringen. lg Tom
b35 schrieb: > Niedriger zweistelliger Bereich. Aber wir sind Industriekunde, beziehen > in großer Stückzahl (das ist relativ), nützt Dir also nichts. Die Dinger schauen echt gut aus. Ausser, dass so hohe Volumenströme über mehrere Ausgänge erreicht werden, was für den Druckverlust nicht von Vorteil ist. Werde mal schauen, was sich da machen lässt, vielen Dank für den Tipp. Amateur schrieb: > wird oft ein Verstärker verwendet. Dies ist > kein elektrischer, sondern ein pneumatischer Verstärker. Sollte > allerdings aus dem Schalbild hervorgehen. Das sollte hier nicht der Fall sein. Amateur schrieb: > An die Mikrosekundenfetischisten: > Hier geht es um Werte, die um ein vielfaches über Schalt- und sonstigen > Verzögerungen geht. Stichwort: Mechanik. Um genau das gehts ja im Prinzip. Will ja herausfinden, obs an der Schaltung liegt oder am Ventil. Dem Druckverlauf und der aufgewendeten Zeit, welche ich in die Schaltung gesteckt habe, zufolge würde ich jetzt behaupten es liegt noch an der Schaltung, wobei die Grenze des Ventils auch nicht mehr weit sein dürfte. Deshalb auch die Suche nach besser geeigneten Ventilen. Thomas B. schrieb: > In unseren Maschinen sind viele Ventile eingebaut. Der Schaltzeitpunkt > muss da genau passen, weshalb die Schaltzeit in der Software eingestellt > werden muss. Diese bewegt sich zwischen 10 und 25 ms. Im Druckverlaufbild ist in etwa diese Verzögerung beobachtbar, aber denke das lässt sich kompensieren. Thomas B. schrieb: > Wir haben auch hydraulische Ventile, die wesentlich schneller schalten. > Die sind jedoch äußerst teuer Druckluft schrieb: > In den Labors werden > hauptsächlich hydraulisch getriebene Ventile benutzt und die sind viel > zu teuer... Leider ist dies korrekt :( Thomas B. schrieb: > Zum Abschluss aber noch eine grundlegende Frage: > Was genau willst Du bauen? Soweit ich das herauslesen konnte, soll es > ein per Druckluftzylinder angetriebener Motor sein, ähnlicher Aufbau wie > ein Verbrennungsmotor? Richtig erkannt! Es ist ein umgebauter Verbrennungsmotor. Erstmal solls ja nur ein Test werden. Thomas B. schrieb: > Druckluftmotoren funktionieren aber vom Prinzip her anders. Es gibt > verschiedene Bauarten, aber alle nutzen die konstante Strömung der Luft > aus (bitte korrigiert mich, falls ich da falsch liege). Da liegst du falsch :) Die meisten benutzen kinetische Energie um etwas rotieren zu lassen, da hasst du recht. Aber desshalb ist ja auch der Wirkungsgrad geradezu unterirdisch (Betzlimit), weil die Leistung hauptsächlich aus der Drehzahl kommt und nicht vom Drehmoment und dann noch die Spalt- und Reibungsverluste. Bei Kolbenmotoren ist dies anders, da kannst du (musst du) kleine Drehzahlen bei einem grossen Moment fahren. Dies hat den Vorteil, dass die Luft Zeit hat Wärme auszutauschen und nicht mehr adiabat entspannt wird. Dies siehst du sofort aus p*V^k = konstant, wenn man z.b. von 8 auf 1 bar entspannt, dann wird sich das Volumen bei adiabaten Verhältnissen (k = 1.4) weniger ändern als bei isothermen (k=1) oder irgendwo dazwischen. Und die Arbeit welche geleistet wird, heisst nicht per Zufall Volumenarbeit :)
Druckluft schrieb: > Um genau das gehts ja im Prinzip. Will ja herausfinden, obs an der > Schaltung liegt oder am Ventil. Dem Druckverlauf und der aufgewendeten > Zeit, welche ich in die Schaltung gesteckt habe, zufolge würde ich jetzt > behaupten es liegt noch an der Schaltung, wobei die Grenze des Ventils > auch nicht mehr weit sein dürfte. Deshalb auch die Suche nach besser > geeigneten Ventilen. > > Thomas B. schrieb: >> In unseren Maschinen sind viele Ventile eingebaut. Der Schaltzeitpunkt >> muss da genau passen, weshalb die Schaltzeit in der Software eingestellt >> werden muss. Diese bewegt sich zwischen 10 und 25 ms. > > Im Druckverlaufbild ist in etwa diese Verzögerung beobachtbar, aber > denke das lässt sich kompensieren. Ich kann mich entfernt daran erinnern, dass wir mit Relais mal was Ähnliches probiert haben. Folgendes Prinzip dahinter, welches sich vielleicht auch auf Ventilspulen anwenden lässt: Ein Relais hat eine Schalthysterese. D.h. es gibt einen Strom, bei dem es anzieht, welcher niedriger ist, als der Betriebsstrom (sagen wir mal bei 50%). Und es gibt einen minimalen Haltestrom, unter dem das Relais wieder abfällt (nehmen wir hier 20% an). Da die Zeit, die die Spule benötigt, um das Magnetfeld vollständig aufzubauen, von der Induktion abhängt, und die Induktion von der Stromänderung, hier folgende Annahme: Strom von 0 - 100% -> hohe Induktion -> langsamer Magnetfeldaufbau Strom von 50 - 100% -> geringere Induktion -> schnellerer Magnetfeldaufbau Ähnliches gilt auch beim Ausschalten, wo jedoch von 100 - 15% gefahren wird. Die Schaltpunkte für das Ventil musst Du selber herausfinden. Die Stromkurve, die sich aus dieser Denkweise ergibt, ist naturlich etwas seltsam und für den Laien nicht notwendigerweise leicht zu implementieren, aber theoretisch könnte es funktionieren. Noch eine Möglichkeit wäre, den Spulenstrom nicht schlagartig ansteigen zu lassen (rechteckig), sondern etwas flacher (also von 0 - 100% in 2ms oder so). Da die Induktion von der Stromänderung UND der Anstiegszeit anhängt, könnte das auch helfen. lg Tom
Druckluft schrieb: > Jetzt stellt sich die Frage, wie ich die ganze Sache optimieren kann > damit ich an die Grenzen des Ventils stosse und nicht meine Beschaltung > den Flaschenhals darstellt? > > Vielen Dank für jegliche Hinweise (auch vernichtende) schon im Voraus!! Das Ventil umbauen: Stärkere Rückstellfeder einbauen; dadurch könnte sich die Schließzeit verkürzen. Oder anderes Ventil (Bauart) nehmen: Dieses Flipperventil (http://www.buerkert.de/DEU/Produkte/MicroFluidics/Magnetventile-mediengetrennt-fuer-neutrale-Medien/6650.html) schaltet in unter 5ms.
DirkZ schrieb: > Das Ventil umbauen: Stärkere Rückstellfeder einbauen; dadurch könnte > sich die Schließzeit verkürzen. Ich denke mal dass sich dadurch aber die Öffnungszeit um etwa das gewonnene verlängert... Aber falls das Öffnen signifikant schneller ist als das Schliessen, ist es ein Ansatz. DirkZ schrieb: > Oder anderes Ventil (Bauart) nehmen: > Dieses Flipperventil > (http://www.buerkert.de/DEU/Produkte/MicroFluidics/Magnetventile-mediengetrennt-fuer-neutrale-Medien/6650.html) > schaltet in unter 5ms. Leider haben die einen sehr engen Querschnitt und ich finde einfach keine mit grösseren (10-20mm) Durchmesser...
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Da kam mir noch ne Idee... Wie verkehrt ist es, wenn ich z.b. den l298 nehme und ihn entsprechend beschalte(siehe Anhang) und folgendermassen schalte: Zum Anzug: Forward Haltezeit: PWM mit Enable Schliessen: Reverse oder fastmotorstop Übersehe ich da wieder irgendwas? Dachte kurz nachfragen bevor ichs ausprobier schadet nicht. Gruess Druckluft
Druckluft schrieb: >> Profis verwenden eine Peak&Hold Endstufe zum schnellen Schalten. > > Hast du da evtl gerade ein, zwei links im Köcher? Eher Haltespannungsabsenkung DRV120, HV9901, iC-JE
Aber Grundsätzlich sollte es schon gehen? Probiere zuerst sowieso mit 24V dann pfeif ich eh darauf irgendwas abzusenken. Liegt zusammengelötet aufm Tisch und ist ja für 2 Motoren d.h. könnte ohne Aufwand direkt ausprobieren. Aber wenn der Hacken für dich/andere schon aufm Tisch liegt kann ich mir Zeit und Material sparen :) MaWin schrieb: > Eher Haltespannungsabsenkung DRV120, HV9901, iC-JE Aber danke für den Tipp!
Ich wuerde das ganze System ueberdenken. Das Schalten eines Magnetventiles ist nur ein Aspekt. Allenfalls sollte das Ventil mehr Querschnitt haben, dh weniger Druckabfall haben. Dann sollte man das Ganze gasdynamisch anschauen. Allenfalls auf der anderen Seite des Ventils ein kleines Reservoir, Druck-Kondenser. Das Ventil darf natuerlich nicht mit einer Feder geschlossen werden, das ist quatsch und fuehrt nie zu sinnvollen Zeiten.
Eine schnelle und praezise Druckmessung ist auch nicht trivial, das muesste man anschauen. Was spricht eigentlich gegen eine Pleuelstange und normale, resp invertierte Motorventile?
nochwas schrieb: > Ich wuerde das ganze System ueberdenken. Das Schalten eines > Magnetventiles ist nur ein Aspekt. Allenfalls sollte das Ventil mehr > Querschnitt haben, dh weniger Druckabfall haben. Dann sollte man das > Ganze gasdynamisch anschauen. Allenfalls auf der anderen Seite des > Ventils ein kleines Reservoir, Druck-Kondenser. Bin die ganze Zeit daran das System zu überdenken :) Es gibt verschiedenste Ansätze um mit den Ventilzeiten die ganze Sache zu optimieren. z.b. kann man das Auslassventil vor OT schliessen damit sich im Zylinder ein Druck aufbaut und beim Einströmen nach Öffnen des Einlasses kein allzu grosser Drucksprung (und Überschallbedingungen im Ventil) ergibt. Dies ist allerdings auch wieder ein tradeoff zwischen Einströmverlusten und den Verlusten beim Komprimieren der Luft im Zylinder. Deshalb ist ein grosser Querschnitt fast immer besser (hat natürlich auch Grenzen). nochwas schrieb: > Was spricht eigentlich gegen eine Pleuelstange > und normale, resp invertierte Motorventile? Habe mir auch schon überlegt eine neue Nockenwelle zu schleifen allerdings ist dies vielleicht eine Lösung wenn ich die optimalen Zeitpunkte kenne (herausgefunden mit variable valve actuation) wobei fixe Zeitpunkte auch immer einen Kompromiss darstellen (z.b. bei sich verändernder Last oder Tankdruck) nochwas schrieb: > Das Ventil darf > natuerlich nicht mit einer Feder geschlossen werden, das ist quatsch und > fuehrt nie zu sinnvollen Zeiten. Ein normales Motorventil wird auch von einer Feder zurückgetrieben und die machen 6000rpm ich will nur 600... nochwas schrieb: > Eine schnelle und praezise Druckmessung ist auch nicht trivial, das > muesste man anschauen Habe einen Druckmessumformer von Jumo (http://www.jumo.de/produkte/druck/druckmessumformer/401002/jumo-midas-c08---oem--druckmessumformer-basic-401002.html) und messe mit einem shunt den Strom über den ADC des AVRs.
nochwas schrieb: > Der Druckmessumformer hat keine Bandbreite spezifiziert. Jop und der Hersteller kann offenbar nicht mehr sagen als t90 = 2ms... Annahme: System 2.Ordnung und t90 ~ 0.4*T --> Zeitkonstante von 5ms dann habe ich bei überkritischer Dämpfung wohl ein bischen Phase aber Amplitude sollte trotzdem noch periodisch sein bei meinen 10Hz. Bin ich da komplett daneben? Es geht ja nur um eine qualitative Aussage, ob ein Ventil öffnet oder nicht. Werde bei Gelegenheit den Sensor in nem Stossrohr ausmessen und wenn nötig nen besseren kaufen. Kennst du grad einen wo man mehr Infos hat und Preisklasse ca.150euro bis 16bar relativ?
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