Управление скоростью движеня якоря соленоида Опции

[ASZ]

Якорь соленоидного привода с встроенными в магнитопровод постоянными магнитами (2 катушки, 2 магнита в разрывах магнитопровода - движение возвратно-поступательное) мембранного дозирующего насоса движется с ускорением, что приводит к удару в конце движения.
Удары приводят к выходу из строя механического демпфера. Питание постоянным током, коммутация контактами спецреле времени.
Требуется выкинуть реле и демпфер.

В связи с этим вознкает 2 вопроса:
1. Как измерять скорость движения якоря?
2. Как управлять скоростью?

Применение простенького микроконтроллера приветствуется.

Если предложите еще и схемное решение, буду счастлив

[kovigor]

Требуется выкинуть реле и демпфер.

В связи с этим вознкает 2 вопроса:
1. Как измерять скорость движения якоря?
2. Как управлять скоростью?

Я так и не понял толком, как устроен насос.
По первому вопросу - а зачем ее мерить ? Можно прикрепить к якорю магнит и вдвигать его в катушку. Получится генератор с напряжением, зависящим от скорости движения якоря.
По второму вопросу - уже давно существуют реле с замедлителями. Замедлитель представляет собой короткозамкнутый виток, обычно в виде плоской шины, обернутой вокруг катушки реле. Работает эта штука в соответствии с правилом Ленца. Т.е., индуцированный в витке ток создает магнитный поток, стремящийся воспрепятствовать изменению магнитного потока основной обмотки. В результате включение и выключение такого реле замедляется. См., наверное, у Петренко и Подлипенского в их книге "Электромагнитные и электромашинные устройства автоматики". Теоретически можно замыкать виток не накоротко, а через резистор, тогда земедление можно будет регулировать. Или сделать виток подвижным, чтобы его можно было перемещать, надевая его на часть катушки, а не на всю катушку. Ну и, наконец, вспомните бытовые счетчики эл. знергии. Там тоо же принцип - движущийся алюминиевый диск тормозится в поле постоянного магнита, именно за счет вихревых токов в диске.
Ну и последнее. Вы в курсе, что если вы замедлите насос, то упадет его производительность ? Или это не страшно ?

P.S. А еще можно регулировать поступление энергии в катушку магнита с помощью ШИМ, сгенерив последний любым подходящим МК. так даже лучше - все эти замедлители не будут нагружать ключ и источник питания насоса ...

Сообщение отредактировал kovigor - Sep 25 2011, 13:56

[ASZ]

Я так и не понял толком, как устроен насос.

Вы наверняка видели соленоиды с магнитной защелкой для фиксации якоря. Так это два таких состыкованных соленоида с общим якорем и постоянными магнитами для фиксации в крайних положениях.

По первому вопросу - а зачем ее мерить ?

Для того, чтобы довести скорость до нуля при подходе к крайнему положению - исключить удар.

По второму вопросу - уже давно существуют реле с замедлителями.

Да, встречал - реле РЭВ. Но в них якорь замедляется незначительно при срабатывании (за счет малого внутреннего сопротивления источника), и очень сильно - при отпускании, благодаря очень маленькому сопротивлению короткозамкнутого витка, почему и называется "реле времени". Мне же нужно замедление в конце срабатываня, а не отпусканя, к тому же явно нелинейное.

Время замедления, конечно, роль играет, но, если оно не превышает минимального полупериода цикла насоса (~0,3 сек), то при соблюдении этого условия производительность насоса останется неизменной.

Реализация х-ки, при наличии МК, не проблема.
Но реализация силовых ключей - для меня - да.

[kovigor]

Мне же нужно замедление в конце срабатываня, а не отпусканя, к тому же явно нелинейное.

На конечном участке движения переводить соленоид в режим генератора, отключая его от источника тока и подключая к нагрузке (резистору, например). Очень похоже на рекуперацию в электроприводе. Схему ключа сходу не нарисую, к сожалению ...

И вообще, я не могу понять. Это же фабричный насос. И наверняка вы не первый, кто им пользуется. Не может он вразнос работать. Или вы сами загнали его в нештатный режим ? Вспоминается обычный "Родничок". Ну притягивается мембрана к якорю, и что ? Если не питать насос от 380 и не включать без воды, дело обходится без ударов. Странно все это ...

Сообщение отредактировал kovigor - Sep 25 2011, 15:23

[Herz]

Вы наверняка видели соленоиды с магнитной защелкой для фиксации якоря. Так это два таких состыкованных соленоида с общим якорем и постоянными магнитами для фиксации в крайних положениях.

Для того, чтобы довести скорость до нуля при подходе к крайнему положению - исключить удар.

Это самодельный насос, что ли? Ему, как я понимаю, фиксация якоря в крайних положениях не нужна. Так, может, заменить постоянные магниты на пружинные упоры и всех делов?

[Dog Pawlowa]

Насколько я понимаю, при снижении скорости начнутся проблемы с устойчивостью работы - из-за принципов работы соленоида.

[ASZ]

Это самодельный насос, что ли? Ему, как я понимаю, фиксация якоря в крайних положениях не нужна. Так, может, заменить постоянные магниты на пружинные упоры и всех делов?

Это древний (конца 50гг) дозирующий лабораторный насос. Поэтому и повышенные требования к фиксации. Демпфер пружинный, с поршнем и жидкостью.
Поскольку эта рухлядь почти неработоспособна, возник вопрос о реконструкции.

Насколько я понимаю, при снижении скорости начнутся проблемы с устойчивостью работы - из-за принципов работы соленоида.

Можно будет после серии экспериментов подобрать и просто тупо держать х-ку для малых скоростей. Что, конечно, маложелательно.

...skipped...
Вспоминается обычный "Родничок". Ну притягивается мембрана к якорю, и что ? Если не питать насос от 380 и не включать без воды, дело обходится без ударов. Странно все это ...

К "Родничку" не предъявляются требования к точности рабочего хода - он бытовой. К тому же частота фиксированная, 50Гц. Сдесь же частота определяет калиброванную производительность.

И вообще, этот хлам давно бы выкинули, если бы его рабочие температуры не достигали 200С весьма агрессивной среды.

[xemul]

Может и не нужно измерять скорость, а будет достаточно ограничить длительность включения катушек временем, необходимым для пролёта якоря до позы, когда он уверенно притягивается магнитом на другой стороне, и с этого момента отключать/коротить активную катушку? При бо-ме постоянной нагрузке насоса эта длительность тоже будет бо-ме постоянной.

[Dog Pawlowa]

Сдесь же частота определяет калиброванную производительность.

Я тоже работаю с дозирующими насосами и агрессивными жидкостями, но таких проблем не возникает.
В принципе регулируется длительность импульса, но по-моему заказчик никогда не меняет значение по умолчанию.
Но время жизни помпы действительно проблема. Статистика считает количество импульсов, отработала - предупреждение о замене.

[ASZ]

Может и не нужно измерять скорость, а будет достаточно ограничить длительность включения катушек временем, необходимым для пролёта якоря до позы, когда он уверенно притягивается магнитом на другой стороне, и с этого момента отключать/коротить активную катушку? При бо-ме постоянной нагрузке насоса эта длительность тоже будет бо-ме постоянной.

Это не подойдет, т.к. при разных температурах разная вязкость среды, и, следовательно, будет разной скорость движения штока.

Я тоже работаю с дозирующими насосами и агрессивными жидкостями, но таких проблем не возникает.
В принципе регулируется длительность импульса, но по-моему заказчик никогда не меняет значение по умолчанию.
Но время жизни помпы действительно проблема. Статистика считает количество импульсов, отработала - предупреждение о замене.

Этот насос был оснащен механическим реле времени, коммутирующим переключение обмоток. Им задавался период между порциями. Стоял еще счетчик порций, который можно было отключать, но он сдох первым.
Для каждой серии опытов задавался свой период (производительность). Теперь померло и реле времени.

Ладно, хрен с ними, со скоростью и ударами. Что-нибудь придумаю.

Может, кто подкинет схему коммутирующих ключей?
Питание 24В, макс. ток - 1,2А, пиковое -2,8А.
На обмотках нужна смена полярности и полное отключение обмоток.
Про сквозные токи слышал, поэтому нужно раздельное управление.

[sinc_func]

Как-то я прорабатывал соленоидный тип привода.
При применении широтно-импульсной модуляции управления соленоидами там можно
"вытащить" текущее положение якоря и что-то сказать по его динамике
Для начала, задача сводилась к построению точной мат.модели электромеханической
части, а далее - в проверке предполагаемого управления в Simulink-е
Сама схема у меня была - силовые MOSFET-ы через драйвера сидели на ШИМ-е процессора

[Tanya]

Может, кто подкинет схему коммутирующих ключей?
Питание 24В, макс. ток - 1,2А, пиковое -2,8А.
На обмотках нужна смена полярности и полное отключение обмоток.
Про сквозные токи слышал, поэтому нужно раздельное управление.

Посмотрите на драйверы шаговых двигателей, например. Есть еще драйверы реле.

[Dog Pawlowa]

Может, кто подкинет схему коммутирующих ключей?
Питание 24В, макс. ток - 1,2А, пиковое -2,8А.
На обмотках нужна смена полярности и полное отключение обмоток.
Про сквозные токи слышал, поэтому нужно раздельное управление.

Схема зависит от частоты работы помпы.
На 50 Гц пришлось ставить два транзистора, чтобы была рекуперация энергии. Поставил мощные полевики, открываются оба одновременно.

А вот смена полярности не понадобилась.

[ASZ]

Схема зависит от частоты работы помпы.
На 50 Гц пришлось ставить два транзистора, чтобы была рекуперация энергии. Поставил мощные полевики, открываются оба одновременно.

А вот смена полярности не понадобилась.

Частота мизерная - максимальная 3Гц. Так что скоростные параметры не особо колышут.

Посмотрите на драйверы шаговых двигателей, например. Есть еще драйверы реле.

"Имя, сестра!"(с)
Я же в современной элементной базе - 0.

При применении широтно-импульсной модуляции управления соленоидами там можно
"вытащить" текущее положение якоря и что-то сказать по его динамике

Думал уже об этом, но слишком много параметров, которые невозможно заранее предсказать.

[Tanya]

"Имя, сестра!"(с)
Я же в современной элементной базе - 0.

Имя им - легион, а сила в Гугле, брат.

Stepper motor driver.
TEA3718 - начните с простейших... Для ознакомления. Потом - TI, Allegro....

[ASZ]

Имя им - легион, а сила в Гугле, брат.

Stepper motor driver.
TEA3718 - начните с простейших... Для ознакомления. Потом - TI, Allegro....

Спасибо.
Был уверен, что в беде не оставят