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Zeit für einen Weg anhand der Frequenz bestimmen
 
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free
Gast





Beitrag free Verfasst am: 02. März 2012 09:05    Titel: Zeit für einen Weg anhand der Frequenz bestimmen Antworten mit Zitat

Hallo,

aus einer Software zum Auslegen von Voice Coil Antrieben (Tauchspule) bekomme ich eine Frequenz von 44 Hz herraus. In die Software gebe ich den Hub (Weg) sowie die bewegte Masse ein.

Die Frequenz ist somit vom Hub und der Masse abhängig.
Nun möchte ich aber die Zeit wissen die der Antrieb für einen Weg von 5 mm benötigt ?
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 6255

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 02. März 2012 10:21    Titel: Re: Zeit für einen Weg anhand der Frequenz bestimmen Antworten mit Zitat

free hat Folgendes geschrieben:
Die Frequenz ist somit vom Hub und der Masse abhängig.
Nun möchte ich aber die Zeit wissen die der Antrieb für einen Weg von 5 mm benötigt ?


Wenn Du die Schwingungsform kennst, kannst Du die einfach ausrechnen. Bei Sinus z.B. umformen.

Viele Grüße
Steffen
free
Gast





Beitrag free Verfasst am: 02. März 2012 11:10    Titel: Antworten mit Zitat

danke erst mal für deine Antwort.

das Problem ist, das der Weg(t) gleich dem Hub ist.

Weil der Antrieb lenkt z.b. um 5 mm aus. Oder hab ich da einen gedanken fehler ?
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 6255

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 02. März 2012 11:36    Titel: Antworten mit Zitat

free hat Folgendes geschrieben:
das Problem ist, das der Weg(t) gleich dem Hub ist.


Das glaube ich nicht, der Hub ist ja konstant, der Weg nicht. Ein Hub sagt typischerweise, wie weit die Spule maximal hin- und herbewegt wird. Von ganz rein bis ganz raus. (Daher ist in meiner Formel auch ein Fehler, der Hub muß hier halbiert werden.)

Was sie dazwischen tut, beschreibt eben die Wellenform. Die müßtest Du kennen. Bei einem Dreieck läuft sie zum Beispiel linear hin- und her. Bei einem Rechteck springt sie (da könntest Du nichts berechnen). Rechne ruhig mit dem Sinus, wenn Du Schwierigkeiten hast, sag's.

Viele Grüße
Steffen
free
Gast





Beitrag free Verfasst am: 02. März 2012 12:10    Titel: Antworten mit Zitat

Die Software gibt mir die Frequenz für einen Sinusförmigen als auch für einen Triangelbetrieb an.

Ich rechne mit dem Sinusförmigen !

Was ich aber immer noch nicht verstanden habe, ist die sache mit dem Weg.
Dieser ist ja nicht bekannt, nur der Hub.

Das heist ich hab eine weiter unbekannte ! ?
Steffen Bühler
Moderator


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Beiträge: 6255

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 02. März 2012 12:59    Titel: Antworten mit Zitat

free hat Folgendes geschrieben:
Ich rechne mit dem Sinusförmigen !


Das ist doch mal eine Aussage. Dann gilt die Formel von oben, wie beschrieben korrigiert:





Du willst ja wissen, bei welcher Zeit t der Weg(t) 5 Millimeter ist. Für Weg(t) setzt Du also 5 ein, für Hub den Hub in Millimetern, für Frequenz die 44 Hz. Dann rechnest Du t aus und fertig.

Viele Grüße
Steffen
free
Gast





Beitrag free Verfasst am: 02. März 2012 17:37    Titel: Antworten mit Zitat

ok, hab die Formel nach t umgestellt:

t= (1/2*pi*f) * arcsin(2*Weg/Hub)

der Voice Coil kann einen max. Hub von 7.62 mm ausführen.

In die Formel eingetzt ergibt aber keine Lösung.
Bist du dir sicher das der Hub halbiert wird.

Gruß

Flo
gast15
Gast





Beitrag gast15 Verfasst am: 04. März 2012 10:56    Titel: Antworten mit Zitat

Man könnte auch sagen,daß in der Periodendauer T=1/f der Hub zweimal vorkommt
Wenn ich das mit dem Hub richtig verstanden habe
free
Gast





Beitrag free Verfasst am: 05. März 2012 10:49    Titel: Antworten mit Zitat

ok, aber ich muss doch den Weg dann auch halbieren.

Da pro Sinushalbwelle ein halber Hub als auch ein halber weg entsteht.
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 6255

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 05. März 2012 11:07    Titel: Antworten mit Zitat

free hat Folgendes geschrieben:
der Voice Coil kann einen max. Hub von 7.62 mm ausführen.
In die Formel eingetzt ergibt aber keine Lösung.
Bist du dir sicher das der Hub halbiert wird.


Es wird ja irgendwo definiert sein, was ein Hub von einer Voice Coil ist. Das könntest Du herausfinden. Ich weiß es leider nicht.

Es könnte so gemeint sein: die Spule taucht von einer Nullposition maximal 7,62 mm hinein und bewegt sich somit zwischen 0 und 7,62 mm sinusförmig, genauer also wie f(x)=3,81*(1-cosx).

Wenn das so wäre, wären die 5 mm Eintauchtiefe nach etwa 7 Millisekunden erreicht.

Viele Grüße
Steffen
free
Gast





Beitrag free Verfasst am: 05. März 2012 11:23    Titel: Antworten mit Zitat

Der Voice Coil hat einen Hub von 7,62 mm.


Ich verstehe jetzt aber nicht ganz wie Du auf die 7 Millisekunden kommst ?

wie hast Du die Formel umgestellt ?
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 6255

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 05. März 2012 11:45    Titel: Antworten mit Zitat

free hat Folgendes geschrieben:
Der Voice Coil hat einen Hub von 7,62 mm.


Ja, aber was heißt das? Schwingt das Ding um eine Mittellage beim halben Hub? Oder bei einer anderen Mittellage? Oder taucht es um den Hub rein, kommt zurück und macht die andere Halbwelle sozusagen "draußen" mit nochmal diesem Hub? Oder dem halben? Tut mir leid, daß ich so dumm frage, ich kenne sowas nicht.

free hat Folgendes geschrieben:
Ich verstehe jetzt aber nicht ganz wie Du auf die 7 Millisekunden kommst ?


Durch Umstellen von der vielleicht zutreffenden Formel



Viele Grüße
Steffen
free
Gast





Beitrag free Verfasst am: 05. März 2012 12:19    Titel: Antworten mit Zitat

Der Voice Coil, Schwingt um seine Nulllage.
Insgesamt hat der VCA einen Hub von 7,62 mm, d.h von -3.81 bis + 3.81.


Ich versteh nicht ganz wie Du auf den cosinus in der Formel kommst.
free
Gast





Beitrag free Verfasst am: 05. März 2012 12:39    Titel: Antworten mit Zitat

Ich geh doch von einer Sinusförmigen Schwingung aus !

-->
t = (arcsin(5mm/3.81mm) / 2* Pi *44 Hz

dies in den Taschenrechner eingegeben, erhalte ich keine Lösung. Da der Zähler gößer als der Nenner ist.
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 6255

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 05. März 2012 13:40    Titel: Antworten mit Zitat

free hat Folgendes geschrieben:
Der Voice Coil, Schwingt um seine Nulllage.
Insgesamt hat der VCA einen Hub von 7,62 mm, d.h von -3.81 bis + 3.81.Ich versteh nicht ganz wie Du auf den cosinus in der Formel kommst.


Weil ich es so verstehe, daß die Null da ist, wo die Spule gerade anfängt einzutauchen. Und maximal 7,62 mm eintaucht. Kann das sein? Dann gibt es nämlich auch eine Position 5 mm.

Und wenn es so ist, ist das eine Cosinusschwingung, weil sie bei einem Umkehrpunkt anfängt.

Viele Grüße
Steffen
free
Gast





Beitrag free Verfasst am: 05. März 2012 14:24    Titel: Antworten mit Zitat

Ok.

Aber angenommen die Spule befindet sich anfangs in der Nullage.


D.h. für einen Weg von 5 mm, fährt die Spule um - 3,81 mm in die eine richtung und +1,19 mm in die andere. Oder -2,5 mm u. +2,5 mm.
Dann geh ich doch von einer Sinusförmigen Schwingung aus.

Dann tritt aber dasProblem auf das ich keine Lösung für t keine Lösung bekomme.
free
Gast





Beitrag free Verfasst am: 05. März 2012 14:59    Titel: Antworten mit Zitat

hab noch eine weitere Frage an dich.

Angenommen es handelt sich um ein fremderregtes, ungedäpftes System.

Mit der DLG.
m\cdot \ddot{x} +c\cdot x = F\cdot sinOmega\cdot t

entspricht dann Omega der Freqeunz, also 44 Hz.
free
Gast





Beitrag free Verfasst am: 05. März 2012 15:01    Titel: Antworten mit Zitat

sorry hier noch mal die DLG.

Steffen Bühler
Moderator


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Beiträge: 6255

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 05. März 2012 15:31    Titel: Antworten mit Zitat

free hat Folgendes geschrieben:

entspricht dann Omega der Freqeunz, also 44 Hz.


Omega ist die Kreisfrequenz, also .

(Aber ich nehme an, das meinst Du.)

Viele Grüße
Steffen
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 6255

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 05. März 2012 15:35    Titel: Antworten mit Zitat

free hat Folgendes geschrieben:
Aber angenommen die Spule befindet sich anfangs in der Nullage.
D.h. für einen Weg von 5 mm, fährt die Spule um - 3,81 mm in die eine richtung und +1,19 mm in die andere. Oder -2,5 mm u. +2,5 mm.
Dann geh ich doch von einer Sinusförmigen Schwingung aus.


Dann schon, aber ich kann mir nicht vorstellen, daß ein Hin-und-Herbewegen als "Weg" bezeichnet wird. Hast Du denn irgendwo eine Art Aufgabenstellung? Wozu brauchst Du denn die Zeit für 5 Millimeter?

free hat Folgendes geschrieben:
Dann tritt aber dasProblem auf das ich keine Lösung für t keine Lösung bekomme.


Doch, das könntest Du auch ausrechnen, ist halt ein bißchen fummeliger.

Viele Grüße
Steffen
free
Gast





Beitrag free Verfasst am: 05. März 2012 16:10    Titel: Antworten mit Zitat

Ich beschreib noch mal kurz meine Problem/Aufgabe:

Über einen Voice Coil möchte ich eine Masse über eine Strecke von 5 mm bewegen.

Über eine Software erhalte ich durch Eingabe der Masse die Frequenz und die Beschleunigung (wie ich gerade bemerkt habe --> d.h. ich könnte theoretisch die Zeit auch anhand der Beschleunigung berechnen, oder spricht da etwas dagegen ???)

Gerne kannst Du dir die Software (Excel Tabell) mal anschauen, sie ist frei verfügbar.

--> beikimco.com/

dann auf Products --> Calculation Tool.

In der Tabelle hab ich den Antrieb LA 12 17 000 A gewählt.

Als Masse 200 g angegebn.
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 6255

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 05. März 2012 17:00    Titel: Antworten mit Zitat

free hat Folgendes geschrieben:
Über einen Voice Coil möchte ich eine Masse über eine Strecke von 5 mm bewegen.
Über eine Software erhalte ich durch Eingabe der Masse die Frequenz und die Beschleunigung


Ja, aber das ist die maximale Frequenz bzw. Beschleunigung, die mit dieser Masse möglich ist. Das hat nichts damit zu tun, wie weit der Aktuator rauskommt. Dies ist einzig und allein von der Stromstärke abhängig. Die erzeugt die Kraft, die zusammen mit der Gegenkraft eines Permanentmagneten die Auslenkung macht.

Zur Steuerung dieser Stromstärke gibt's eine spezielle Elektronik, die dann eben entsprechend auf 5 mm eingestellt wird.

Viele Grüße
Steffen
free
Gast





Beitrag free Verfasst am: 05. März 2012 17:14    Titel: Antworten mit Zitat

Zur Positionierung möchte ich ein optisches Wegmesssystem verwenden.

Anhand der bewegten Masse erhalte ich die maximal Werte wie Du schon gesagt hast. Das sind aber auch die einzigsten Werte mit den ich rechnen kann.
free
Gast





Beitrag free Verfasst am: 05. März 2012 17:41    Titel: Antworten mit Zitat

Wie würdest Du vorgehen um die Zeit für einen bestimmten Weg zu bestimmen ?
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 6255

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 05. März 2012 17:57    Titel: Antworten mit Zitat

free hat Folgendes geschrieben:
Das sind aber auch die einzigsten Werte mit den ich rechnen kann.


Nun ja, da gibt's schon noch ein paar mehr Daten. Zum Beispiel steht da, daß pro Ampere eine Kraft von 7,34 N entsteht. Das in eine bestimmte Auslenkung für eine Servoanwendung umzurechnen, scheint laut
http://www.beikimco.com/pdf/VCA%20App%20Product%20Guide.pdf
nicht ganz trivial zu sein, aber das hast Du ja wahrscheinlich schon gelesen. Natürlich könntest Du einfach mal einen Strom hineinschicken und schauen, wie weit der Aktuator auslenkt. Messen willst Du ja sowieso, dann sollte sich auch regeln lassen.

Hier kann ich Dir aber nicht weiterhelfen, mit diesen Dingern hatte ich noch nicht zu tun. Bei Kimco hat aber bestimmt ein paar Applikationsingenieure, die Dich beraten können.

Viele Grüße
Steffen
free
Gast





Beitrag free Verfasst am: 05. März 2012 18:18    Titel: Antworten mit Zitat

Ja das ist richtig, ich bedanke mich für deine nette Hilfe.
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