Οι άνθρωποι μου ζητούν συχνά να ελέγξω τους υπολογισμούς τους για σχέδια πηνίων "Magnabend".Αυτό με ώθησε να καταλήξω σε αυτήν την ιστοσελίδα που επιτρέπει την εκτέλεση αυτόματων υπολογισμών μόλις εισαχθούν ορισμένα βασικά δεδομένα πηνίου.
Ευχαριστώ πολύ τον συνάδελφό μου, Tony Grainger, για το πρόγραμμα JavaScript που εκτελεί τους υπολογισμούς σε αυτήν τη σελίδα.
ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΑΡΙΘΜΟΤΗΤΑΣ Πηνίου
Το παρακάτω φύλλο υπολογισμού σχεδιάστηκε για πηνία "Magnabend", αλλά θα λειτουργήσει για οποιοδήποτε πηνίο μαγνήτη που λειτουργεί από ανορθωμένη (DC) τάση.
Για να χρησιμοποιήσετε το φύλλο υπολογισμού, απλώς κάντε κλικ στα πεδία Δεδομένα εισαγωγής πηνίου και πληκτρολογήστε τις διαστάσεις του πηνίου και τα μεγέθη των καλωδίων σας.
Το πρόγραμμα ενημερώνει την ενότητα Υπολογιζόμενα αποτελέσματα κάθε φορά που πατάτε ENTER ή κάνετε κλικ σε άλλο πεδίο εισαγωγής.
Αυτό καθιστά πολύ γρήγορο και εύκολο τον έλεγχο ενός σχεδίου πηνίου ή τον πειραματισμό με ένα νέο σχέδιο πηνίου.
Οι προσυμπληρωμένοι αριθμοί στα πεδία δεδομένων εισόδου είναι απλώς ένα παράδειγμα και είναι τυπικοί αριθμοί για έναν φάκελο 1250E Magnabend.
Αντικαταστήστε τους αριθμούς παραδειγμάτων με τα δικά σας δεδομένα πηνίου.Οι αριθμοί των παραδειγμάτων θα επιστρέψουν στο φύλλο εάν ανανεώσετε τη σελίδα.
(Εάν θέλετε να διατηρήσετε τα δικά σας δεδομένα, τότε Αποθηκεύστε ή Εκτυπώστε τη σελίδα πριν την ανανεώσετε).
Προτεινόμενη διαδικασία σχεδίασης πηνίου:
Εισαγάγετε τις διαστάσεις για το προτεινόμενο πηνίο και την επιθυμητή τάση τροφοδοσίας σας.(Π.χ. 110, 220, 240, 380, 415 Volt AC)
Ρυθμίστε το Wire 2, 3 και 4 στο μηδέν και, στη συνέχεια, μαντέψτε μια τιμή για τη διάμετρο του Wire1 και σημειώστε πόσα AmpereTurns προκύπτουν.
Προσαρμόστε τη διάμετρο Wire1 μέχρι να επιτευχθούν οι στόχοι AmpereTurns, ας πούμε περίπου 3.500 έως 4.000 AmpereTurns.
Εναλλακτικά, μπορείτε να ρυθμίσετε το Wire1 σε ένα προτιμώμενο μέγεθος και στη συνέχεια να προσαρμόσετε το Wire2 για να επιτύχετε τον στόχο σας ή να ρυθμίσετε και το Wire1 και το Wire2 σε προτιμώμενα μεγέθη και στη συνέχεια να προσαρμόσετε το Wire3 για να επιτύχετε τον στόχο σας κ.λπ.
Τώρα κοιτάξτε τη Θέρμανση Πηνίου (η κατανάλωση ισχύος)*.Εάν είναι πολύ υψηλό (ας πούμε περισσότερο από 2 kW ανά μέτρο μήκους πηνίου) τότε το AmpereTurns θα πρέπει να μειωθεί.Εναλλακτικά, μπορούν να προστεθούν περισσότερες στροφές στο πηνίο για να μειωθεί το ρεύμα.Το πρόγραμμα θα προσθέσει αυτόματα περισσότερες στροφές εάν αυξήσετε το πλάτος ή το βάθος του πηνίου ή εάν αυξήσετε το Κλάσμα συσκευασίας.
Τέλος, συμβουλευτείτε έναν πίνακα με τυπικούς μετρητές καλωδίων και επιλέξτε ένα σύρμα ή σύρματα που έχουν συνδυασμένη περιοχή διατομής ίση με την τιμή που υπολογίστηκε στο βήμα 3.
* Σημειώστε ότι η απαγωγή ισχύος είναι πολύ ευαίσθητη στο AmpereTurns.Είναι ένα φαινόμενο τετραγωνικού νόμου.Για παράδειγμα, αν διπλασιάζατε τα AmpereTurns (χωρίς να αυξήσετε τον χώρο περιέλιξης), τότε η απαγωγή ισχύος θα αυξανόταν κατά 4 φορές!
Περισσότερα AmpereTurns υπαγορεύουν παχύτερο σύρμα (ή καλώδια) και το παχύτερο σύρμα σημαίνει περισσότερο ρεύμα και μεγαλύτερη απαγωγή ισχύος, εκτός εάν ο αριθμός των στροφών μπορεί να αυξηθεί για να αντισταθμιστεί.Και περισσότερες στροφές σημαίνει μεγαλύτερο πηνίο ή/και καλύτερο κλάσμα συσκευασίας.
Αυτό το Πρόγραμμα Υπολογισμού Πηνίου σάς επιτρέπει να πειραματιστείτε εύκολα με όλους αυτούς τους παράγοντες.
ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ:
(1) Μεγέθη καλωδίων
Το πρόγραμμα προβλέπει έως και 4 καλώδια στο πηνίο.Εάν εισαγάγετε μια διάμετρο για περισσότερα από ένα σύρματα, το πρόγραμμα θα υποθέσει ότι όλα τα καλώδια θα τυλιχτούν μεταξύ τους σαν να ήταν ένα μόνο καλώδιο και ότι είναι ενωμένα μεταξύ τους στην αρχή και στο τέλος της περιέλιξης.(Δηλαδή τα καλώδια είναι ηλεκτρικά παράλληλα).
(Για 2 σύρματα αυτό λέγεται διπλή περιέλιξη ή για 3 σύρματα τρίκλητη περιέλιξη).
(2) Το κλάσμα συσκευασίας, που μερικές φορές ονομάζεται συντελεστής πλήρωσης, εκφράζει το ποσοστό του χώρου περιέλιξης που καταλαμβάνεται από το χάλκινο σύρμα.Επηρεάζεται από το σχήμα του σύρματος (συνήθως στρογγυλό), το πάχος της μόνωσης στο σύρμα, το πάχος του εξωτερικού μονωτικού στρώματος του πηνίου (συνήθως ηλεκτρικό χαρτί) και τη μέθοδο περιέλιξης.Η μέθοδος περιέλιξης μπορεί να περιλαμβάνει την περιέλιξη ανάμικτη (ονομάζεται επίσης άγρια περιέλιξη) και την περιέλιξη στρώσης.
Για ένα πηνίο με μπερδέματα το κλάσμα πλήρωσης θα είναι τυπικά στην περιοχή από 55% έως 60%.
(3) Η ισχύς πηνίου που προκύπτει από τους προσυμπληρωμένους αριθμούς παραδειγμάτων (βλ. παραπάνω) είναι 2,6 kW.Αυτός ο αριθμός μπορεί να φαίνεται αρκετά υψηλός, αλλά μια μηχανή Magnabend αξιολογείται για κύκλο λειτουργίας μόνο περίπου 25%.Επομένως, από πολλές απόψεις είναι πιο ρεαλιστικό να σκεφτούμε τη μέση κατανάλωση ισχύος που, ανάλογα με τον τρόπο χρήσης της μηχανής, θα είναι μόνο το ένα τέταρτο αυτού του αριθμού, συνήθως ακόμη λιγότερο.
Εάν επιθυμείτε από την αρχή, τότε η συνολική απαγωγή ισχύος είναι μια πολύ σημαντική παράμετρος που πρέπει να λάβετε υπόψη.εάν είναι πολύ ψηλά, τότε το πηνίο θα υπερθερμανθεί και θα μπορούσε να καταστραφεί.
Οι μηχανές Magnabend σχεδιάστηκαν με απαγωγή ισχύος περίπου 2 kW ανά μέτρο μήκους.Με κύκλο λειτουργίας 25%, αυτό μεταφράζεται σε περίπου 500W ανά μέτρο μήκους.
Το πόσο ζεστός θα γίνει ένας μαγνήτης εξαρτάται από πολλούς παράγοντες εκτός από τον κύκλο λειτουργίας.Πρώτον, η θερμική αδράνεια του μαγνήτη, και ό,τι κι αν είναι σε επαφή, (για παράδειγμα η βάση) σημαίνει ότι η αυτοθέρμανση θα είναι σχετικά αργή.Για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, η θερμοκρασία του μαγνήτη θα επηρεαστεί από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος, την επιφάνεια του μαγνήτη και ακόμη και από το χρώμα που είναι βαμμένο!(Για παράδειγμα, ένα μαύρο χρώμα εκπέμπει θερμότητα καλύτερα από ένα ασημί χρώμα).
Επίσης, υποθέτοντας ότι ο μαγνήτης είναι μέρος μιας μηχανής "Magnabend", τότε τα τεμάχια εργασίας που κάμπτονται θα απορροφήσουν θερμότητα ενώ στερεώνονται στον μαγνήτη και έτσι θα μεταφέρουν λίγη θερμότητα.Σε κάθε περίπτωση ο μαγνήτης θα πρέπει να προστατεύεται από μια συσκευή θερμικής διακοπής.
(4) Σημειώστε ότι το πρόγραμμα σας επιτρέπει να εισάγετε μια θερμοκρασία για το πηνίο και έτσι μπορείτε να δείτε την επίδρασή της στην αντίσταση του πηνίου και στο ρεύμα του πηνίου.Επειδή το ζεστό σύρμα έχει μεγαλύτερη αντίσταση, έχει ως αποτέλεσμα μειωμένο ρεύμα πηνίου και κατά συνέπεια μειωμένη δύναμη μαγνήτισης (AmpereTurns).Το αποτέλεσμα είναι αρκετά σημαντικό.
(5) Το πρόγραμμα προϋποθέτει ότι το πηνίο τυλίγεται με χάλκινο σύρμα, το οποίο είναι ο πιο πρακτικός τύπος σύρματος για πηνίο μαγνήτη.
Το σύρμα αλουμινίου είναι επίσης μια πιθανότητα, αλλά το αλουμίνιο έχει υψηλότερη ειδική αντίσταση από τον χαλκό (2,65 ohm μέτρο σε σύγκριση με 1,72 για τον χαλκό) που οδηγεί σε λιγότερο αποδοτικό σχεδιασμό.Εάν χρειάζεστε υπολογισμούς για σύρμα αλουμινίου, επικοινωνήστε μαζί μου.
(6) Εάν σχεδιάζετε ένα πηνίο για ένα φάκελο λαμαρίνας "Magnabend" και εάν το σώμα του μαγνήτη έχει εύλογα τυπικό μέγεθος διατομής (ας πούμε 100 x 50 mm), τότε πιθανότατα θα πρέπει να στοχεύσετε σε μια δύναμη μαγνήτισης (AmpereTurns) περίπου Στροφές 3.500 έως 4.000 αμπέρ.Αυτός ο αριθμός είναι ανεξάρτητος από το πραγματικό μήκος του μηχανήματος.Τα μεγαλύτερα μηχανήματα θα χρειαστεί να χρησιμοποιήσουν παχύτερο σύρμα (ή περισσότερα νήματα σύρματος) για να επιτύχουν την ίδια τιμή για το AmpereTurns.
Ακόμα περισσότερες στροφές αμπέρ θα ήταν καλύτερες, ειδικά αν θέλετε να σφίξετε μη μαγνητικά υλικά όπως το αλουμίνιο.
Ωστόσο, για ένα δεδομένο συνολικό μέγεθος μαγνήτη και πάχος πόλων, περισσότερες στροφές αμπέρ μπορούν να ληφθούν μόνο εις βάρος του υψηλότερου ρεύματος και επομένως μεγαλύτερης απαγωγής ισχύος και κατά συνέπεια αυξημένης θέρμανσης στον μαγνήτη.Αυτό μπορεί να είναι εντάξει εάν ένας χαμηλότερος κύκλος λειτουργίας είναι αποδεκτός, διαφορετικά απαιτείται μεγαλύτερος χώρος περιέλιξης για να χωρέσουν περισσότερες στροφές και αυτό σημαίνει μεγαλύτερο μαγνήτη (ή λεπτότερους πόλους).
(7) Εάν σχεδιάζετε, ας πούμε, ένα μαγνητικό τσοκ, τότε θα χρειαστεί ένας πολύ υψηλότερος κύκλος λειτουργίας.(Ανάλογα με την εφαρμογή, ίσως χρειαστεί ένας κύκλος λειτουργίας 100%).Σε αυτή την περίπτωση θα χρησιμοποιούσατε λεπτότερο σύρμα και ίσως σχεδιασμό για μια μαγνητική δύναμη ας πούμε στροφών 1.000 αμπέρ.
Οι παραπάνω σημειώσεις είναι απλώς για να δώσουν μια ιδέα για το τι μπορεί να γίνει με αυτό το πολύ ευέλικτο πρόγραμμα αριθμομηχανής πηνίου.
Τυπικοί μετρητές καλωδίων:
Ιστορικά τα μεγέθη των καλωδίων μετρήθηκαν σε ένα από τα δύο συστήματα:
Τυπικό μετρητή καλωδίων (SWG) ή αμερικανικό μετρητή καλωδίων (AWG)
Δυστυχώς, οι αριθμοί μετρητών για αυτά τα δύο πρότυπα δεν συμφωνούν αρκετά μεταξύ τους και αυτό έχει οδηγήσει σε σύγχυση.
Σήμερα, είναι καλύτερο να αγνοήσετε αυτά τα παλιά πρότυπα και απλώς να αναφερθείτε στο σύρμα με βάση τη διάμετρό του σε χιλιοστά.
Εδώ είναι ένας πίνακας μεγεθών που θα περιλαμβάνει οποιοδήποτε καλώδιο που είναι πιθανό να χρειαστεί για ένα πηνίο μαγνήτη.
Τα μεγέθη καλωδίων με έντονη γραφή είναι τα πιο συνηθισμένα μεγέθη, γι' αυτό προτιμήστε ένα από αυτά.
Για παράδειγμα, το Badger Wire, NSW, Αυστραλία διαθέτει τα ακόλουθα μεγέθη σε ανοπτημένο σύρμα χαλκού:
0,56, 0,71, 0,91, 1,22, 1,63, 2,03, 2,6, 3,2 mm .
Επικοινωνήστε μαζί μου για τυχόν ερωτήσεις ή σχόλια.
Ώρα δημοσίευσης: Οκτ-12-2022