Der Lineare SubSub

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deadeye5589
Ist häufiger hier
#1 erstellt: 10. Okt 2011, 21:00
Moin,

angesichts des etwas außergewöhnlichen Themas ist mir einfach kein besserer Titel eingefallen, als mein Vorhaben direkt zu beschreiben. Ich habe mit ein paar Freunden eine PA Anlage für Partys gebaut und da wir immer alles etwas größer und durchgeknallter brauchen, hat diese PA Anlage alleine schon eine 1,2 kW Lichtorgel spendiert bekommen. Das ganze macht auch irgendwie Spaß, ist uns aber noch nicht genug. Wir wollen mehr, vor allem im Bassbereich. Daher wollen wir einen Subsub bauen. Unserer Vorstellung nach, währe das ein Infaschall Bass im Bereich 10 Hz bis 60 Hz bei mindestens 130 dB. Die spannende Frage ist, wie realisiert man sowas auf eine ungewöhnliche Art und Weise?

Gehäusegröße sollte vielleicht 2 Europaletten Grundfläche und 1,8 Meter Höhe nicht überschreiten, damit man das Teil zumindest noch mit Hubkatzen bewegen kann und durch die Türen bekommt. Die spannendste Frage ist sicherlich erstmal welches Konzept man verfolgen soll. Sowas mit einem geschlossenen Gehäuse erreichen, währe schon pervers geil
Ich denke aber ehr an sowas wie Bandpass oder Horn, wobei das Horn bestimmt richtig groß wird, aber hey so what
Zielführend könnte vielleicht der Bandpass sein.

Das beste an dem Subsub stellt aber wohl das Antriebsystem dar. Mit Lautsprechern kann man sicherlich sowas bauen, aber das ist irgendwie Oldschool.
Wir könnten allerdings ein paar sehr nette Linearmotoren bekommen, die auf Magnetfelder verfahren werden, ähnlich dem Transrapid. Damit sind bis zu 6 G Beschleunigung drin und ein Verfahrweg von einem guten Meter.
Die Verfahrgeschwindigkeit kenne ich noch nicht, aber lässt sich rauskriegen. In den Simulatoren, in denen sie eingesetzt werden, schütteln sie einen jedenfalls richtig gut durch und daher wollen wir die haben, um die Membran des Subsub auszulenken.

Das ganze ist jetzt kein Witz, wir denken wirklich darüber nach den Subsub zu bauen. Der Preis bei dem Projekt spielt erstmal keine große Rolle und wie gesagt, solange das Teil noch durch die Tür passt, richtig tief runter geht und klanglich noch was hermacht, werden wir es bauen. Leider fehlt mir gerade im Bereich dieser Lautstärken dann doch noch die Erfahrung im Boxenbau und daher hoffe ich hier auf die Profis, denn mit TPS Parametern werde ich bei dem "Chassis" wohl nicht weit kommen. Von daher würde ich mir jetzt eine schöne nicht vodoobehaftete Diskussion zu dem Thema wünschen, bei der ihr auch ruhig mal mit den Ideen über die Stränge schlagen dürft.
Fenderbender
Inventar
#2 erstellt: 10. Okt 2011, 21:13
Eine solche Konstruktion, wenn auch nicht in der Größe von der du redest, gibt es schon.
Es gibt Subwoofer die mit Servomotoren angetrieben werden. Der klare Vorteil dabei ist, das man die Membran voll auslenken kann ohne Angst um die Schwingspule haben zu müssen.

Da eine einzige Membran allerdings viel zu viel Masse vor eine ausreichende Beschleunigung und die Kontrolle der Bewegung (und damit einen sauberen klang) hat, würde ich vorschlagen das ihr euch mehrere 18" - 24" Lautsprecher holt und die entsprechend auf euren Magnetantrieb umbaut. Allerdings ist mir noch kein derartiges Konzept bekannt, damit betretet ihr völliges Neuland.

Und ich denke das das Gehäuse dabei das geringste Problem werden wird.

Als Beispiel:

Wie wollt ihr die Ansteuerung des Motors realisieren?
Wollt ihr die Chassis selber bauen oder vorhandene modifizieren (mir sind keine Chassis bekannt die für einen solchen Antrieb vorgesehen sind)


Den Frequenzbereich abzudecken dürfte schon mit machbar sein, 6-8 21" Chassis in einem entsprechend großen Horn dürften da ordentlich Luft in Bewegung setzen. Allerdings wird das ganze dann so groß und schwer das nahezu ausschließlich eine Festinstallation in Frage kommt.
cptnkuno
Inventar
#3 erstellt: 11. Okt 2011, 10:08

Fenderbender schrieb:
Eine solche Konstruktion, wenn auch nicht in der Größe von der du redest, gibt es schon.
Es gibt Subwoofer die mit Servomotoren angetrieben werden.


einfach nach "Servo drive" googlen,
Die homepage der Firma ist allerdings seit einiger Zeit nicht online
Big_Määääc
Inventar
#4 erstellt: 11. Okt 2011, 15:24
ich weiß ja nicht was euch die LinearMotoren kosten werden
aber damit ordentlich Luftschall im hörbaren Bereich zu erzeugen wird wohl nicht ganz einfach.

wichtig ist bei solch tiefen Frequenzen viel Luft zu verschieben
und ne möglichst große schallabstrahlende Fläche zu haben
sonst ist nach nen paar Metern nicht mehr viel mit Infraschalldruck
auch wenn das Ding einen Meter Hub macht
falls es dem elektrischen Signal überhaupt folgen kann.
Fenderbender
Inventar
#5 erstellt: 11. Okt 2011, 15:46
@Big_Määääc: Deswegen auchz mein Vorschlag mehrere "normale" PA-Chassis zu benutzen. Es gibt ja von PD den PD 2450. Davon 6 Stück in einem oder mehreren entsprechend großen Hörnern dürften auch im Infrabereich mächtig Radau machen. Das erinnert mich an eine Folge der Mythbusters. Da ging es auch um Infraschall und die haben dann einfach 12 doppel 18er von Meyersound genommen um den "braunen Ton" zu suchen

Also mein Vorschlag ist ganz klar:

mind. 6 Stck. Chassis wie der PD. in ein (oder mehrere) entsprechende Hörner und das ganze ein wenig entzerren.
deadeye5589
Ist häufiger hier
#6 erstellt: 11. Okt 2011, 15:50
Servodrive ist mir ein natürlich ein Begriff, dass ist aber alles irgendwie zu schmalbrustig.

Die Linearmotoren stammen aus Fahrsimulatoren bei denen also ordentlich Gewicht bewegt wird. Daher stellt es wohl kein Problem dar, wenn die "Membran" ein paar Kilos wiegt. Die Reaktionsgeschwindigkeit muss ich bei Gelegenheit mal ausrechnen. Die Belschleunigung von 6G erreichen sie am Simulator, dass reicht um die Eigenresonanz des Gebäudes von 16 Hz zu treffen. Angesteuert werden die Motoren über die zugehörige Ansteuerung, welche auch für die Simulatoren benutzt wird. Wir müssen sie nur auf die Möglichkeit Audiosignale entgegen zu nehmen umrüsten. Kraftstromanschluss ist auch vorhanden, alles kein Problem.

Die Kernfrage ist halt, welches Gehäuse gibt ordentlich was her, wenn wir keine Ahnung 4 m² Membranfläche bewegen?
Big_Määääc
Inventar
#7 erstellt: 12. Okt 2011, 04:55
also wenn ihr nen richtig große Membran bewegen wollt,
dann braucht ihr eig garkein Gehäuse

sprich ihr bau denn großen Dipolbass
Membran (Platte) auf einer Seite beweglich aufgehangen (Scharnier) und auf der anderen Seite mit den Motoren bewegt
__________

also nen Fußballtor,
ne MPX-Platte reingehangen, oben mit Scharier befestigt
und unten mit den Lienarmotoren bewegt
________

das sollt genug luft verschieben

allerdings würd ich die Membranfläche verdoppeln besser verdreifachen

und ordentlich Gegenmasse an der RahmenKonstruktion befestigen.

so als Beispiel
Kekskopf
Stammgast
#8 erstellt: 12. Okt 2011, 11:24
..den Tread gleich mal auf beobachten gesetzt

Also Linearmotoren haben schon einiges auf dem Kasten, habe mir einige auf der diesjährigen SPS-Messe angesehen.
Denke allerdings, dass mit normalen Drehservomotoren und (Kohlefaser) Pleuel (oder wie man das schreibt) höhere Hubfrequenzen möglich sind.

Wenn man sowas vorhat wirds aber sehr schnell sehr teuer und sehr aufwendig und man bewegt sich wohl weit abseits von gutem Klang.

Viel realistischer wäre es einfach einen hubstarken Woofer (z.b. aus dem Car Hifi Bereich) mit größerem Cone zu versehen.
Quasi so ähnlich wie beim Kuhscheisse Woofer.
Für Infraschallwiedergabe kommts denke ich auf die Fläche an.

Günstige Lösung: Die Jungs von GBS hatten mal nen 21" Woofer für wenig Geld im Programm. 4 Von denen auf ner Schallwannd und joa...

Evtl lässt sich mit Ventilatoren noch was zaubern (Ventilatoren sind nciht selten störende Infraschallquellen)
...sowas gibt es ja schließlich auch schon :)
Hier in Aktion


Oder frag mal bei Concept Designs an, ob die noch so ein Gerät auf Lager haben
60_inch_subwoofer


[Beitrag von Kekskopf am 12. Okt 2011, 11:30 bearbeitet]
Kekskopf
Stammgast
#9 erstellt: 12. Okt 2011, 11:34
Sry für Doppelpost, aber hatte noch ne Idee.

Kauf dir 9x diesen hier
Hifo Square für etwa 65 Euro
Schweiß ne Stahlrahenkonstruktion wo du die ohne Abstand in 3x3er Aufstellung einschrauben kannst.
Dann hast du eine Membranfläche von 90 x 90 cm und das fast zusammenhängend. Da wirst du garantiert zittern
4x4 wäre natürlich cooler

Auch lustig: Audiobahn awt34 - 34" Woofer
Youtube


[Beitrag von Kekskopf am 12. Okt 2011, 11:38 bearbeitet]
crazyhellman
Stammgast
#10 erstellt: 12. Okt 2011, 13:57
Ich hab da mal kurz im CB über 10 18NLW9600 simuliert und auf 10hz Flat gebracht. Ergebnis sind 110dB...Das bedeutet ihr bräuchtet nochmal ein paar Chassis mehr...
Ich würde mich mal nach (sehr) billigen Chassis umschaun! Bei solch tiefen Frequenzen hört man sowieso nichts mehr und Impulstreue is sowieso immer gut genug! Wenn du z.B. 10" Chassis für ein paar € finden würdest, die auch noch einige mm Hub haben, könnte man schonmal Richtung URPS schaun!

Oder ihr macht das eben mechanisch, dann würde ich aber nich so ehrgeizig sein bis auf 60hz zu wollen
deadeye5589
Ist häufiger hier
#11 erstellt: 12. Okt 2011, 17:37
Kurze Gegenrechnung

Ein 18NLW9600 hat einen Membrandurchmesser von 41,5 cm. Das macht eine Fläche von Ungefähr 1350 cm². Währ der Sub eckig hätte man 1720 cm² Fläche pro Sub.

Nimmt man 10 Stück kommt man nominal auf 13500 cm² oder schlappe 1,3 m². Rechnet man mit Vierecken, kommt man immerhin auf 1,7 m² Wirkfläche. Erscheint mir jetzt nicht wirklich viel.

Nehmen wir mal an, wir erlauben uns 2 Europaletten Grundfläche, damit man das ganze Teil noch mit Hubwagen transportieren kann, dazu noch die Türhöhe von 1,8 Meter, Könnten wir auf eine Membranfläche kommen, von 2,4x1,8 = 4,32 m². Das würde 33 18 Zoll Woofern entsprechen. Was erreichen wir denn damit an Lautstärke ?
deadeye5589
Ist häufiger hier
#12 erstellt: 12. Okt 2011, 17:44
Kleiner Nachtrag. Bei 4,3 m² und einen Membranhub von 60 cm peak peak würde man bei 10 Hz pro Sekunde

4,3 m² x 0,6 m x 10 = 25,8 m³ Luft bewegen. Zugige Angelegenheit, sorgt aber für einen guten Sauerstoffaustausch auf Partys.
Der_Köppi
Inventar
#13 erstellt: 12. Okt 2011, 18:20

Was erreichen wir denn damit an Lautstärke ?


Kommt auf den Wirkungsgrad des einzelnen Chassis an.



Erscheint mir jetzt nicht wirklich viel.




Nicht viel?
schubidubap
Inventar
#14 erstellt: 12. Okt 2011, 18:54
darf man fragen wo der Sinn dieser konstruktion sein soll?


Was habt ihr überhaupt damit vor?


für mich geht dieses Projekt grade richtung körperverletzung.
crazyhellman
Stammgast
#15 erstellt: 12. Okt 2011, 19:00

Der_Köppi schrieb:

Was erreichen wir denn damit an Lautstärke ?


Kommt auf den Wirkungsgrad des einzelnen Chassis an.



Nö nur auf deren Hub.
Hab da jetzt mal drüber simuliert und bei 33 18NLW9600 wären wir bei den 120dB angelangt. Mit gewöhnlichen 18" und keinen Ultra langhubern benötigen wir jedoch die doppelte Anzahl an subs.

Mir erscheinen viele sehr günstige 10" (eventuell über eine eigene kleine Serie nachdenken? sowas geht angeblich recht gut) am besten geeignet. Generell ist hier ja eher URPS Gebiet wenns ne konventionelle Lösung sein soll. Die andere Baustelle wäre dann deine mechanische Lösung.
Passat
Moderator
#16 erstellt: 12. Okt 2011, 19:59
Für 130 dB braucht man das 3-fache Verschiebevolumen wie für 120 dB!

Halbe Frequenz = 4-faches Verschiebevolumen.

Nimmt man normale Chassis mit 40 mm Hub, dann braucht man dafür ca. 36 Chassis mit 18".
Problem dabei:
Die Chassis müssen auch eine Freiluft-Reso von unter 10 Hz haben, sonst kann man da Leistung ohne Ende reinpumpen und man muß sie aktiv entzerren.

Oder man nimmt 3 Stück von diesen Babys:


Mitsubishi D-160, Membrandurchmesser 160 cm, geht bis 8 Hz linear herunter.
Einzeln schafft der aber keine 130 dB.
Da brauchts 3 Stück davon.

Das Teil wurde übrigens für die Erdbebenforschung gebaut.

Grüsse
Roman


[Beitrag von Passat am 12. Okt 2011, 20:01 bearbeitet]
GraphBobby
Stammgast
#17 erstellt: 12. Okt 2011, 20:45

deadeye5589 schrieb:
Wir könnten allerdings ein paar sehr nette Linearmotoren bekommen, die auf Magnetfelder verfahren werden, ähnlich dem Transrapid. Damit sind bis zu 6 G Beschleunigung drin und ein Verfahrweg von einem guten Meter.


6G ist so eine muede Beschleunigung, dass das aber eigentlich nur noch eine Droehnmaschine zum Laermmachen werden kann. Ein guter Basslautsprecher macht problemlos 90G, da kann man sich ungefaehr die Unterschiede bezueglich Praezision, Impulstreue usw. vorstellen.

Aber prinzipiell erreicht man grosse Lautstaerken bei niedrigen Frequenzen am Einfachsten und am Besten mit einer grossen Anzahl "normaler" Basslautsprecher, aktiver Entzerrung bzw. Servosteuerung, und grosser Verstaerkerleistung.
(Machen auch alle ernstzunehmenden PA- und HiFi-Hersteller die ich bisher kennengelernt habe genau so).

Also wenn ihr unbedingt soviel tieffrequenten Laerm machen wollt, dann kauft einfach 60 18-Zoeller und 20 starke Endstufen, und entsprechend viel Material fuer die Gehaeuse.
Alternativ einfach eine entsprechende Anzahl fertiger Subwoofer kaufen, z.B. d&b J-Infra oder Meyer X-800C, moeglicherweise findest du auch Hersteller, die auf Low-Frequency-Effects spezialisiert sind und die noch tiefer und lauter koennen .. da gab's ja mal vor langer Zeit einen Erdbeben-Film, wo fuer ein 5-Hertz-Signal extra Lautsprecher fuer den Effekt im Kino gebaut wurden.


[Beitrag von GraphBobby am 12. Okt 2011, 20:47 bearbeitet]
pragmatiker
Administrator
#18 erstellt: 13. Okt 2011, 10:31
Servus zusammen,

die Linearmotorgeschichte würde ich persönlich ganz schnell wieder vergessen. Neben der (von GraphBobby bereits erwähnten) zu geringen Beschleunigung für einen Lautsprecher kommen da (zeit)aufwendige Probleme im Dutzend daher:

  • Ein Linearmotor muß in ein Servosystem (also einen Lageregler) eingebunden sein (Längenmeßsystem, Servoverstärker, Sinuskommutierung des Motors etc.), damit er überhaupt funktioniert. Dieses Servosystem muß erstmal (inklusive der dazu erforderlichen Software) vollständig vorhanden und verstanden sein.
  • So ein Servosystem muß auf die Last parametriert werden. Da die Last in diesem Fall (aus Sicht des Servosystems) wahrscheinlich nahezu lächerlich ist, kann es sein, daß man den Regler (Stichworte: PID-Regler und dessen Parameter, Velocity-Feedforward-Compensation, Acceleration-Feedforward-Compensation, S-Shaping usw.) auf ziemlich ungewöhnliche Parameter einstellen muß, damit das Ding überhaupt (ohne riesige Überschwinger oder generelle Schwingneigung) irgendwie zum Laufen zu kriegen ist.
  • Hat man innerhalb der parametrierten Reglerbandbreite des Systems dann auch noch eine ausgeprägte mechanische Resonanz (was bei dem hier skizzierten Vorhaben eher wahrscheinlich als unwahrscheinlich ist), kann man diese nicht einfach (mit dem in digitalen PID-Reglern in der Regel vorhandenen) Notch-Filter ausblenden, weil dann a.) eine ziemliche Lücke im Übertragungsband entstehen würde und b.) durch die an diesem Filter enstehenden Phasendrehungen der ganze Regler unstabiler wird, was die Schwingneigung insgesamt nochmals deutlich erhöht.
  • Bei Linearmotoren wird die Motorspule (in aller Regel eine dreiphasige Spule, ggf. noch mit Hallelementen für die Sinuskommutierung versehen) bewegt. Desweiteren wird der Abtastkopf des Längenmeßsystems bewegt. Beide Einheiten benötigen deswegen vielpolige Kabel, die ziemlich dick sind und schlepptauglich sein müssen. Der Begriff "schlepptauglich" heißt nun nicht, daß solche Kabel bei Bewegung nicht kaputt gehen - sie gehen nur später kaputt als nicht schlepptaugliche Kabel. Bei dem angedachten SubSub-Woofer-Einsatz (mit der damit einhergehenden enormen Anzahl an Bewegungszyklen) gehe ich allerdings davon aus, daß regelmäßige Kabelbrüche innerhalb kürzester Zeitintervalle zum Alltagsgeschehen gehören werden.
  • Linearmotoren der 6[g] Klasse benötigen erhebliche Antriebsleistungen (hier reden wir von Spitzenleistungen von mehreren [kW]). Die zu solchen Motoren gehörenden Servoverstärker haben deswegen aus Kosten-, Gewichts- und Abmessungsgründen in aller Regel keinen Netztrafo für den Leistungsteil mehr. Dies heißt, daß die direkt gleichgerichtete, ein- oder dreiphasige Netzspannung an die (getaktete) Motorendstufe gelangt und der Motor deswegen mit einem ca. 600[Vss] PWM-Signal, welches nicht galvanisch vom Netz getrennt ist, versorgt wird. Sämtliche metallischen Elemente der ganzen Lautsprecherkonstruktion müssen also zur Vermeidung von Personen-, Sach- oder Vermögensschäden bestens und fehlersicher (d.h. insbesondere kabelbruchsicher) geerdet werden.
  • Thema EMV: Dieses getaktete (und aus Effizienzgründen mit steilen Schaltflanken versehene) 600[Vss] PWM-Signal (typische Schaltfrequenzen: 20[kHz] bis 50[kHz]) "bläst" natürlich energiereich als Störung im Lautsprecher rum - und gelangt womöglich dann zurück in die analoge Signalverarbeitungskette, wo es erstmal aufwendig wieder ausgefiltert werden muß. Solche Störungen in einer analogen Signalverarbeitung (was ein Audioverstärker ja ist) ohne Beeinträchtigung des Nutzsignals auszufiltern, ist eine ziemlich zeitaufwendige Angelegenheit, die relativ viel EMV-Wissen sowie etwas Meßtechnik voraussetzt.
  • Thema Ansteuerung: Die letzte analoge Schnittstelle (wenn es denn überhaupt noch analoge Schnittstellen gibt) für die Sollwertvorgabe bei solchen Linearmotor-Servo-Systemen ist in aller Regel die Stromsollwertvorgabe - diese Schnittstelle weist häufig eine +/-10[V] Spezifikation für Vollaussteuerung auf. Nur: Die Vorgabe eines Stromsollwertes nützt bei einem Linearmotor überhaupt nichts (erst mit einer externen mechanischen Gegenkraft wie sie z.B. von einer Sicke dargestellt wird, wird aus einem bestimmten Stromsollwert eine zu diesem Stromsollwert gehörende Membranposition), weil der Stromsollwert die Motorkraft darstellt und in keiner Weise mit der Motorposition korreliert. Und die Motorposition ist das, was für eine definierte Membranauslenkung benötigt wird. Also braucht's noch einen Lageregler. Ein solcher Lageregler (der den Vergleich zwischen Soll- und Istposition des Motors durchführt) ist in vielen Servoverstärkern enthalten - nur: Die Vorgabe des Positionssollwertes erfolgt hier durchgängig nicht mehr mit einem Analogsignal, sondern mit einem Digitalsignal (z.B. Ethernet, ProfibusDP, Sercos, CAN oder ähnlichem).

Für jemanden, der nicht über jahrelange Erfahrung in der Auslegung und Inbetriebnahme von NC- und CNC-Steuerungssystemen in Verbindung mit digitalen Lagereglern und Linearmotoren verfügt, dürfte es ziemlich schwierig werden, so einem System in einer SubSub-Woofer-Anwendung in akzeptabler Zeit ein auch nur halbwegs vernünftiges Betriebsverhalten zu entlocken.

@ deadeye5589: Das soll Dich nicht entmutigen - schließlich sind viele große Erfindungen auch erst gegen den wohlmeinenden Rat der "Alten" und "Weisen" entstanden. Nur: Stelle Dich bei diesem Projekt auf einen wirklich erheblichen Resourcenverbrauch an Zeit und Geld ein. Wie heißt es so schön bei Murphy: Schätze den Zeitbedarf für eine Arbeit sorgfältig ab. Anschließend verdoppelst Du diesen geschätzten Zahlenwert und rundest auf die nächsthöhere Zeiteinheit auf. Auf diese Weise wird aus einer (geschätzten) 1-Stunden-Arbeit eine (reale) 2-Tages-Arbeit. Und, wenn man ehrlich ist: Allzuweit liegt der gute Murphy mit dieser Prognose relativ häufig nicht daneben....

Auf was ich noch hinweisen möchte: Wenn Du dieses Projekt tatsächlich realisierst, dann ziehe bitte bei den von Dir projektierten Schalldrücken unbedingt die ggf. negative Wirkung auf die menschliche Gesundheit (z.B. Gehör) mit in's Kalkül und revidiere Deine Planung und Ausführung ggf. in Richtung nicht gesundheitsschädlicher Werte. Infraschall wurde auch schon als Waffe eingesetzt (ich finde den entsprechenden Link jetzt auf die Schnelle nur nicht) - als Allgemeinhinweis:

http://de.wikipedia....fe#Akustische_Waffen

Grüße

Herbert


[Beitrag von pragmatiker am 13. Okt 2011, 11:07 bearbeitet]
deadeye5589
Ist häufiger hier
#19 erstellt: 13. Okt 2011, 15:45
Tach Pragmatiker

Die Linearmotoren samt Ansteuerung haben wir da, wie gesagt stammen aus Fahrsimulatoren und da haben wir die ganze Arbeit schon erfolgreich durchgeführt. Die Regelungstechnik erschlagen wir schon. Da es sich bei unseren Linearmotoren um welche handelt, die einzig auf einer Magnetfeldwelle bewegt werden, gibt es dort erst gar keine Motorspule. Man verschiebt lediglich ein Magnetfeld auf der Länge der Trägerschiene, alles schön digital, mit ein wenig Leistungselektronik dahinter. Antreibesleistung haben wir mit unseren 122 A Kraftstromanschluss auch mehr als genug. Also um die Technik mache ich mir keine Sorgen, dass kriegen wir hin. Mich interessiert mehr die Gehäuseauslegung, da fehlen mir die Erfahrungswerte.
pragmatiker
Administrator
#20 erstellt: 13. Okt 2011, 15:53
Servus deadeye5589,


deadeye5589 schrieb:
Da es sich bei unseren Linearmotoren um welche handelt, die einzig auf einer Magnetfeldwelle bewegt werden, gibt es dort erst gar keine Motorspule

wie ein Linearmotor ohne Spule funktionieren soll, ist mir allerdings ziemlich unklar (es sei denn, es wäre eine Anordnung, die auf dem elektrostatischen Effekt - also Piezo - funktioniert). Für mich sieht ein Linearmotor - speziell, wenn es sich um eine Anordnung mit 1[m] Verfahrweg (wie von Dir beschrieben) handelt, in etwa so aus:

http://www.designwor...ry/linear-motor-.jpg

Bei dieser Skizze handelt es sich um eine eisenlose, balancierte Version eines Linearmotors (diese ist thermisch geringer belastbar und hat weniger Maximalleistung - im Gegenzug dafür aber keine Kraftwelligkeit - also kein "cogging" (etwas, was ich persönlich für einen Lautsprecherbetrieb als sehr wichtig ansehen würde) - sowie keine statische magnetische Anziehungskraft zwischen Primär- und Sekundärteil (die bei eisenbehafteten Motoren durchaus mehrere [kN] ausmachen kann und deswegen große Anforderungen an das Führungssystem eines solchen Motors stellt)).

Grüße

Herbert


[Beitrag von pragmatiker am 13. Okt 2011, 16:02 bearbeitet]
deadeye5589
Ist häufiger hier
#21 erstellt: 13. Okt 2011, 16:01
Dreh den Aufbau um und du hast es fast. Auf der Schiene sitzen ein haufen Elektromagnete, die man gezielt schalten kann. Der Schlitten mit dem Dauermagneten reitet dann auf der Magnetwelle. So ähnlich funktioniert auch der Transrapid.

http://www.nilsole.n...piel-des-transrapid/
pragmatiker
Administrator
#22 erstellt: 13. Okt 2011, 16:03

deadeye5589 schrieb:
Auf der Schiene sitzen ein haufen Elektromagnete, die man gezielt schalten kann....

....also Spulen. Und nachdem die Dinger - wie Du schreibst - geschaltet werden, findet auch keine sinusförmige Kommutierung ohne Unstetigkeiten im Kraftverlauf statt (was bei Transrapids, Fahrsimulatoren und dergleichen wegen der Tiefpaßwirkung der großen bewegten Massen auch nicht erforderlich ist). In einer Lautsprecheranwendung (die als Subwoofer eine Bandpaßanwendung ist) wird man aber das Kommutierungs-Umschalten von einer Spule auf die nächste aller Wahrscheinlichkeit nach sehr gut hören, da an den Umschaltpunkten eine ziemliche lokale Unstetigkeit in der Vorschubkraft auftritt.

Ich mache mir für den Subwoofer-Einsatz auch mehr um das nachfolgende Sorgen:

deadeye5589 schrieb:
Die Regelungstechnik erschlagen wir schon....Also um die Technik mache ich mir keine Sorgen, dass kriegen wir hin

Aber: Wenn Du das schreibst, dann wird's schon stimmen. Meine Einlassungen und Kommentare beziehen sich auch lediglich auf meine eigenen bescheidenen Erfahrungen mit diesem Thema....bürstenbehaftete und bürstenlose Linearmotoren und andere Direktantriebe seit den frühesten 80er Jahren....eisenbehaftet und eisenlos....im Laufe der Jahrzehnte doch einige von den Dingern abgefackelt....angetrieben mit lineargeregelten Verstärkern, PWM-Verstärkern mit analogen und digitalen Schnittstellen....Antriebsleistungen bis in das Multi-Kilowatt-Gebiet....einige hundert Stück in den verschiedensten Anwendungen werden da schon zusammengekommen sein....nur: Subwoofer-Erfahrungen liegen bei mir mit dieser Antriebsart natürlich überhaupt nicht vor, das muß ich ganz klar einräumen.

Was ich damit (nur zur Antriebstechnik - von der Akustik hab' ich nicht genügend Ahnung) sagen möchte: Angesichts Deiner Spezifikation:

deadeye5589 schrieb:
Unserer Vorstellung nach, währe das ein Infaschall Bass im Bereich 10 Hz bis 60 Hz bei mindestens 130 dB

sowie dem Wort "linear" im Threadtitel (was ich jetztmal - positiv denkend - auf eine möglichst lineare Wiedergabegüte beziehe) vermute ich mal, daß Euch speziell die angepeilte Obergrenze von 60[Hz] mit einem Linearmotorantrieb im Sinne einer linearen, Hifi-gerechten Wiedergabe von der Antriebstechnikseite her erheblichste Kopfzerbrechen machen wird. Diese Spezifikation heißt nämlich nichts anderes, als eine halbe Periode (also 180[°]) eines Sinussignals von Stillstand zu Stillstand des Linearmotors kurvenformgetreu in ca. 8.3[ms] abzufahren - und das Ganze bei erheblichem Hub, der für den von Euch anvisierten Schalldruck ja wohl erforderlich sein wird. Gehen wir hier nur mal von 50[mm] Hub aus (also 5% des zur Verfügung stehenden Maximalhubs des vorhandenen Linearmotors) und ignorieren Beschleunigungs- und Bremsrampen völlig (nehmen also an, daß wir uns immer im Bereich der konstanten Geschwindigkeit befinden), dann muß der Antrieb bei 60[Hz] eine Geschwindigkeit von mindestens ca. 6[m/s] bzw. ca. 360[m/min] können. Und das ist der Betrachtungsfall mit dem größten Sympathiefaktor für das Konzept - rechnen wir hier noch Beschleunigung und Verzögerung (die ja im realen Musikgeschehen vorkommen) mit rein, landen wir leicht bei der doppelten bis dreifachen erforderlichen Spitzengeschwindigkeit. Da spielen bewegte Massen, Massenausgleich, Abtastraten von digitalen Regelschleifen und dergleichen dann auf einmal eine tragende Rolle - und man stellt möglicherweise ziemlich erstaunt fest, daß der PID-Regler auf einmal viele, viele [kHz] an Bandbreite benötigt (einschließlich der damit einhergehenden Sample-Rate des Reglers), um 60[Hz] einigermaßen bewegungsprofilgetreu (= kurvenformgetreu) abzubilden - von der dafür erforderlichen Antriebsleistung (und der damit einhergehenden Notwendigkeit der Kühlung der Motorspulen) einmal abgesehen.

Grüße

Herbert


[Beitrag von pragmatiker am 13. Okt 2011, 17:03 bearbeitet]
deadeye5589
Ist häufiger hier
#23 erstellt: 13. Okt 2011, 17:59
Herbert, da denkst du in den selben Bahnen wie ich. Auch ich habe mir schon ordentlich den Kopf über die benötigten Geschwindigkeiten gemacht. Daher wollen wir demnächst mal einen Feldversuch machen, welche Geschwindigkeiten bzw. Frequenzen überhaupt erreichbar sind. Mit den Datenblättern kann man sich da einen Wolf rechnen. Da ist ein direkter Versuch mit ein paar cm² Membran wesentlich leichter zu machen, besonder wenn die Motoren schon einsatzbereit sind.

Das ganze ist halt ein Konzept frei nach dem Motto:

http://www.ruthe.de/cartoons/strip_1212.jpg

[EDIT Administration]: Vom Threadersteller gewünschtes Linkbild als Link erreichbar gemacht.


[Beitrag von pragmatiker am 13. Okt 2011, 18:47 bearbeitet]
pragmatiker
Administrator
#24 erstellt: 13. Okt 2011, 18:51
Servus deadeye5589,

deadeye5589 schrieb:
Auch ich habe mir schon ordentlich den Kopf über die benötigten Geschwindigkeiten gemacht

Die benötigte Maximalgeschwindigkeit kann man relativ leicht ausrechnen. Man braucht dazu:

  • Die Kurvenform des Signals. Bei Audio ist es nicht allzu vermessen, im Grundton aufgrund der endlichen Anstiegszeit der Signalquellen (= Instrumente) und Mikrophone von sinusähnlichen Signalformen auszugehen.
  • Die Maximalfrequenz des wiederzugebenden Signals.
  • Den erforderlichen Maximalhub des Schallwandlers.


deadeye5589 schrieb:
Mit den Datenblättern kann man sich da einen Wolf rechnen

Was steht denn in den Datenblättern über Eure Linearmotoren in Kombination mit den dazu gehörenden Servoverstärkern so alles drin?

Neugierige Grüße

Herbert


[Beitrag von pragmatiker am 13. Okt 2011, 18:58 bearbeitet]
Kekskopf
Stammgast
#25 erstellt: 05. Nov 2011, 21:56
und, seid ihr mal weitergekommen mit eurem projekt?
deadeye5589
Ist häufiger hier
#26 erstellt: 12. Nov 2011, 23:31
Ja neben der "normalen" Arbeit bleibt für solche Spaßprojekte leider immer viel zu wenig Zeit übrig. Immerhin haben wir den Teststand schon soweit, dass er ein Audiosignal entgegen nimmt. Sei es nun Musik oder für die ersten Test erstmal ein Frequenzgenerator. Damit wollen wir in den kommenden Wochen mal ausloten, was die Motoren leisten können. Danach schauen wir dann mal weiter. Wenn alles gut geht, sind wir dann auch in ein... zwei Jahren fertig
Fenderbender
Inventar
#27 erstellt: 13. Nov 2011, 12:40
Der Mob verlangt nach Videos
JesusonSpeed
Inventar
#28 erstellt: 14. Nov 2011, 22:34
Sehr interessantes Thema wie ich finde.
Werde das mal mitverfolgen.

Das könnte - sofern es funktioniert - eine bass-technische Revolution werden (wenn auch etwas zu teuer für den kleinen Anwender, denke ich).
Kekskopf
Stammgast
#29 erstellt: 24. Aug 2012, 11:18
Ja gibs neues?
Thread tot???
Lord-Metal
Inventar
#30 erstellt: 24. Aug 2012, 11:52
Da gabs doch mal was von RCF...


4x21" Club Design
pragmatiker
Administrator
#31 erstellt: 24. Aug 2012, 13:39

deadeye5589 - am 13. November 2011 - schrieb:
Damit wollen wir in den kommenden Wochen mal ausloten, was die Motoren leisten können.


Kekskopf schrieb:
Ja gibs neues?

Das würde mich auch interessieren (und freuen), wenn meine Bedenken durch praktische Ergebnisse widerlegt worden wären.....

Grüße

Herbert


[Beitrag von pragmatiker am 24. Aug 2012, 13:42 bearbeitet]
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