Hubmagnet ansteuern

[didosa27]

Hallo,

ich bin gerade dabei einen Hubmagneten anzusteuern. Dabei handelt es sich um einen arretierenden Hubmagneten, d.h. er ist im eingefahrenen Zustand stromlos (http://www.tremba.de/arretierende_hubmagnete/db-hubmagnete-HMA-3027z.001.pdf). Um die Arretierung wieder aufzulösen, muss der Hubmagnet umgepolt angesteurt werden. Da ich aber als Versorgung nur ein unipolares 24V Netzteil besitze, muss ich die Spannung irgendwie umpolen.

Nun habe ich mir gedacht ich könnte den Hubmagneten in eine MOSFET H-Brücke legen um ihn dann so anziehen zu lassen, bzw. zu lösen. Erstmal die Frage, ist es geschickt den Hubmagneten in eine H-Brücke zu legen oder gibt es eine bessere Methode?
Und die nächste Frage die sich mir stellt, wie bestimme ich den Arbeitspunkt der MOSFET´s? Der Hubmagnet benötigt in meinem Anwendungsfall eine Betriebsspannung von 12VDC und einen Strom von ca. 0,85A. Daraus ergibt sich dann ein V_DS von jeweils 6V falls ich keinen Vorwiderstand anschließe. Ist da so korrekt?
Falls da stimmt müsste ich nur noch einen MOSFET suchen der eben die Bedingunen erfüllt? Richtig? :confused:

Gruß didosa27

Ps: Wenn´s interessiert, der Hubmagnet soll einen auf Schienen gelagerten Wagen zurückziehen.

[Jakob L.]

Ich würde das ganze mit einer H-Brücke und PWM machen. Ein PWM-Tastverhältnis von 50% (plus etwas mehr für die Verluste in Mosfets/Freilaufdioden) bei 24V ist dabei Equivalent zu 100% Einschaltdauer bei 12V. Die PWM-Frequenz muss so hoch sein, dass der Strom durch die Induktivität geglättet wird und relativ konstant bleibt.

Statt der diskreten Mosfets würde ich bei der Leistung eine integrierte H-Brücke nehmen. Da spart man sich den ganzen Schaltungsaufwand für die einzelnen Mosfets und die Gate-Ansteuerung. Der L293 ist wegen der Veluste in den Transistoren wohl zu klein. Der L6203 wäre auf jeden Fall ausreichend (wahrscheinlich sogar ohne Kühlkörper). Der L298 würde auch gehen, braucht aber wegen der höheren Verluste einen Kühlkörper.

[didosa27]

Die PWM um die 24V auf 12V verlustarm "runterdrosseln"?
Ich habe auch die Möglichkeit den Hubmaget in 24V Variante zu kaufen, das würde die PWM überflüssig machen, oder?
Wäre die intergrierte H-Brücke L6203 dann immer noch möglich? Da an den Transistoren ja Spannung abfällt, aber der Hubmagnet 24V braucht müsste ich ja auf jeden Fall mehr als 24V zur Verfügung haben :(
Wieviel Spannung fällt den an den Transistoren jeweils ab?

[Jakob L.]

Der L6203 hat einen RDS_ON von 0.3 Ohm. Da der Strom durch 2 Mosfets fliessen muss, hat man insgesamt 0.6 Ohm. Der 10W Hubmagnet braucht bei 24V ca. 0.42A, was also zu einem Spannungsabfall von 0.25V oder ca. 1% der Versorgungsspannung führt. So eine kleine Abweichung von der Nennspannung ist normalerweise kein Problem.

[PICture]

Hallo!

@ didosa27

Am einfachsten wäre ein Relais (dopelter Umschalter). ;)

[didosa27]

Hi PICture!

Meinst du zwei bistabile Relais`? Eins vor und eins nach dem Hubmagneten? Allerdings würde dann ja immer Strom fließen und falls die Relais nicht exakt gleichzeitig umschalten gäbe es doch einen Kurzschluss?!
Oder hab ich da was falsch verstanden?

@ Jakob L.

Also das hört sich doch schonmal sehr gut an. Danke!!

[Peter1060]

Relais...igitigit, eine Induktivität mit Kontakten schalten...
dann lieber doch einen TB6560AHQ (5€), stellt den Strom ein, kann die Spannungsrichtung vorgeben und vieles mehr.

@didosa27
mach doch mal ne Zeichnung, Ansteuerung und so.

Mit Gruß
Peter

[PICture]

@ didosa27

Natürlich müssen die Kontakte gleichzeitig umschalten, was bei zwei Relais praktisch unmöglich ist. Es gibt sicher auch bistabile Umschalter, momentan weiss ich aber keine für dich geeignete, müsste man googeln.

Auf die schnelle habe ich das gefunden: http://www.conrad.biz/ce/de/product/505580/RELAIS-CRRP_-4127-24V-2W/SHOP_AREA_19174&promotionareaSearchDetail=005 .;)

[goara]

Du solltest auch eine Freilaufdiode verbauen, damit dir die Electronik nicht abraucht. Ist dann nur suboptimal mit dem umpolen ;)

[Besserwessi]

Man kann das Umpolen durchaus auch mit einem oder auch 2 Relais machen. Entweder eine H Brücke mit 2 Relais - das ist aber eher suboptimal. Oder halt ein (oder ggf. auch 2) Relais zu umpolen und dann 1 MOSFET für das an/aus und ggf. PWM.

Je nach Anwendung kann es sogar von Vorteil sein wenn man den 12 V Magneten und 24 V Versorgungsspannung hat. So kann man kurzzeitig, für einige Sekunden auch ein höhere Kraft erreichen. Für einige Sekunden verträgt der Magnet ja auch 24 V - steht sogar im Datenblatt, mit Zeiten.

[didosa27]

Danke an alle für die Antworten, hat mir sehr geholfen :cool:

Ich denke ich werde es mit zwei Relais´ aufbauen und diese entsprechend ansteuern.
Bezüglich des MOSFET´s habe ich noch eine Verständnisfrage. Wenn er voll durchgesteuert ist, kann sich der Strom dann noch ändern oder bleibt er immer konstant (falls V_GS und V_DS konstant bleiben)?

@ Besserwessi
Ja das stimmt, dass man den Magnet übersteuern kann. Aber da die Kraft bei 100% ED ausreicht werde ich dann doch die 24V Variante nehmen. Das macht den Rest dann einfacher.

@Peter1060
Leider habe im Moment keine Möglichkeit es zu zeichen :( aber es ist im prinzip so, dass ich den Hubmagnet nun mittels zwei Relais steuern will. Die Steuersignale sollen von einem PC kommen

[Besserwessi]

Wenn ein MOSFET voll durchgesteuert ist, also ein V_GS deutlich über der schwelle, verhält sich der MOSFET wie ein relativ kleiner Widerstand. Mit einer kleineren Gate Spannung kann auch ein Zustand mit weniger Strom gewählt werden. - es gibt dann aber auch deutlich Verluste in Form von Wärme am FET.

Auch bei den Relais sollte man Freilaufdioden auf der Lastseite vorsehen. Die werden zwar nur kurz beim Umschalten gebraucht, aber die Funken ohne die Dioden wären eine merkliche Belastung für die Kontakte.