Matcha PWM-frekvens med impedansen hos en solenoid.

[rblilja]

Jag driver en solenoidventil med en vågform som består av två delar. Först en längre puls för att öppna ventilen sedan en PWM-sekvens som håller ventilen i sitt öppna läge. Det senare för att inte generera onödig värme.

Uppenbart är att PWM-frekvensen måste ha en låg-period som inte tillåter ventilen att fjädra tillbaka, detta är inget problem då jag tänker mig att frekvenser i kHz-storleksordningen borde vara lämpliga att använda.

Hurusom, finns det något sätt att matcha PWM-frekvensen med solenoidens impedans? Hur räknar jag ut det i såna fall?

Induktansen hos solenoiden (NC) är i stängt läge 600mH och i öppet läge 1400mH. Serieresistansen ligger på mellan 50 till 60 ohm. Vid öppningstillfället tänker jag lägga på 28V och vid hållningsläget runt 14V (50% duty-cycle).

Tack på förhand!

/ Robin

[labmaster]

Hej!

Du har blandat impedans och induktans i din frågeställning.

Induktansen är 600 mH i stängt läge och 1400 mH i öppet läge. Du behöver sannolikt inte ta hänsyn till impedansen i din applikation men den är Z = R + j2*pi*f*L

f = frekvensen i Hertz
L = induktansen i Henry

[rblilja]

Tack för den snabba responsen!

Sant, jag blandade ihop induktans och impedans där. Jag borde ha läst igenom bättre.

OK, men det finns ingen fördel med att välja en frekvens där solenoiden har sin resonansfrekvens? Jag ser solenoiden som en induktans parallellkopplad med en parasitisk kapacitans. Vid resonansfrekvensen råder väl maximpedans för en L||C och där borde väl jag ha som effektivast energiöverföring?

Hur mäter jag enklast upp resonansfrekvensen hos min solenoid? Jag vet ju induktansen, så jag borde kunna bestämma den parasitiska kapacitansen?

Nu är det väl som du säger att den inte spelar så stor roll, men jag vill komma till rätta med teorin bakom detta.

En annan relaterad fråga, jag har sett att man kopplar en resistor i serie med en kondensator parallellt över induktiva laster. Detta för att dämpa eventuella störningar. Hur bestämmer jag värdet på resistorn och kondensatorn?

[bearing]

Jag tror inte du vill hamna på en resonansfrekvens. Det du vill är bara att PWM-perioden blir betydligt kortaren än tidskonstanten L/R. 600mH / 60 ohm = 10ms. Med en PWM-period på t.ex 1/10-del av det värdet blir det bara några få % rippel. Om ännu högre frekvens används kommer ripplet snart bli helt obetydligt.

För att få lite känsla för hur olika parametrar styr rippelströmmen skulle du kunna ladda hem LTspice och göra en enkel modell av din krets.
http://www.linear.com/designtools/software/#LTspice

Jag blev nyfiken, och ägnade några få minuter åt att göra en spice-modell, bifogad.

[MiaM]

Inte svar på vad du egentligen frågar, men ett annat råd:
Om du matar på PWM-signalen direkt utan någon filtrering så är det nog en bra idé att ha skärmad kabel till solenoiden, och också hyggliga avkopplingskondingar före PWM-drivsteget, annars kommer det nog att radiostråla en del. Ett filter behöver iofs inte skära så lågt som vid switchfrekvensen, det räcker att det skär under gränsen där man tycker att radiostrålning är okej att stråla ut.

[labmaster]

Då blir nästa kuggfråga vem man är?

[GFEF]

Det är impedansen skijnade mellan "järnkärna" inte spolen (i regel stängd ventil)
Och högre impedansen "järnkärna" i spolen (i regel öppen ventil)

Som används för växelströms ventiler för hög ström "öppna"
Med låg hållström för att stå still i öppet läge.

Om "järnkärna" inte kommer till toppläge inom någon milisekund briner spolen upp......

[prototypen]

ms var väl att ta i, kontaktorer kan ha tillslagstid runt 10-30 ms så inte brinner spolen så fort.

Angående EMC (störningarna) så sätt en shotkydiod direkt på spolen (shotky för den är snabb vilket krävs när man switchar i kHz området, en vanlig diod bli VARM).
en drossel på utgången från styrningen skadar heller inte.

Eller sätt styrningen direkt på ventilen.

Protte

[blueint]

@bearing, Intressant simulering!

Noterar att det är nästintill linjärt mellan 0-10 ms. Så kanske switchfrekvensen bör ligga på 5 ggr mindre än 5 ms ..?