Oamenii îmi cer adesea să le verific calculele pentru modelele de bobine „Magnabend”.Acest lucru m-a determinat să vin cu această pagină web care permite efectuarea de calcule automate odată ce au fost introduse unele date de bază ale bobinei.
Multumesc mult colegului meu, Tony Grainger, pentru programul JavaScript care realizeaza calculele de pe aceasta pagina.
PROGRAM CALCULATOR BOBINA
Fișa de calcul de mai jos a fost concepută pentru bobinele „Magnabend”, dar va funcționa pentru orice bobină de magnet care funcționează de la tensiune redresată (DC).
Pentru a utiliza foaia de calcul, faceți clic pe câmpurile Date de intrare bobine și introduceți dimensiunile bobinei și dimensiunile firelor.
Programul actualizează secțiunea Rezultate calculate de fiecare dată când apăsați ENTER sau faceți clic într-un alt câmp de introducere.
Acest lucru face foarte rapidă și ușoară verificarea unui design de bobină sau experimentarea unui nou design de bobină.
Numerele pre-completate din câmpurile de date de intrare sunt doar un exemplu și sunt numere tipice pentru un folder Magnabend 1250E.
Înlocuiți numerele de exemplu cu propriile date ale bobinei.Numerele de exemplu vor reveni la foaie dacă reîmprospătați pagina.
(Dacă doriți să vă păstrați propriile date, salvați sau imprimați pagina înainte de a o reîmprospăta).
Procedura de proiectare a bobinei sugerată:
Introduceți dimensiunile bobinei propuse și tensiunea de alimentare dorită.(De exemplu, 110, 220, 240, 380, 415 volți AC)
Setați firul 2, 3 și 4 la zero și apoi ghiciți o valoare pentru diametrul firului 1 și notați câți AmpereTurns rezultă.
Reglați diametrul firului 1 până când sunt atinse ținta AmpereTurns, să zicem aproximativ 3.500 până la 4.000 AmpereTurns.
Alternativ, puteți seta Wire1 la o dimensiune preferată și apoi ajustați Wire2 pentru a vă atinge obiectivul sau setați atât Wire1 și Wire2 la dimensiunile preferate și apoi ajustați Wire3 pentru a vă atinge obiectivul etc.
Acum uitați-vă la încălzirea bobinei (dissiparea puterii)*.Dacă este prea mare (să zicem mai mult de 2 kW pe metru de lungime a bobinei), atunci AmpereTurns vor trebui reduse.Alternativ, mai multe spire pot fi adăugate la bobină pentru a reduce curentul.Programul va adăuga automat mai multe ture dacă creșteți lățimea sau adâncimea bobinei sau dacă creșteți Fracția de ambalare.
În cele din urmă, consultați un tabel cu calibrele standard ale firelor și alegeți un fir sau fire care au o suprafață combinată a secțiunii transversale egală cu valoarea calculată la pasul 3.
* Rețineți că disiparea puterii este foarte sensibilă la AmpereTurns.Este un efect de lege pătrat.De exemplu, dacă ați dublat AmpereTurns (fără a crește spațiul de înfășurare), atunci disiparea puterii ar crește de 4 ori!
Mai multe AmpereTurns dictează un fir (sau fire) mai gros, iar un fir mai gros înseamnă mai mult curent și o putere mai mare de disipare, cu excepția cazului în care numărul de spire poate fi mărit pentru a compensa.Și mai multe spire înseamnă o bobină mai mare și/sau o fracție de ambalare mai bună.
Acest program de calcul al bobinei vă permite să experimentați cu ușurință toți acești factori.
NOTE:
(1) Dimensiunile firelor
Programul prevede până la 4 fire în bobină.Dacă introduceți un diametru pentru mai mult de un fir, programul va presupune că toate firele vor fi înfășurate împreună ca și cum ar fi un singur fir și că sunt unite între ele la începutul și la sfârșitul înfășurării.(Adică firele sunt electric în paralel).
(Pentru 2 fire aceasta se numește înfășurare bifilară, sau pentru înfășurare trifilară cu 3 fire).
(2) Fracția de umplere, numită uneori factor de umplere, exprimă procentul din spațiul de înfășurare care este ocupat de firul de cupru.Este afectat de forma firului (de obicei rotund), grosimea izolației pe fir, grosimea stratului izolator exterior al bobinei (de obicei hârtie electrică) și metoda de înfășurare.Metoda de înfășurare poate include înfășurare amestec (numită și înfășurare sălbatică) și înfășurare în strat.
Pentru o bobină înfăşurată în amestec, fracţiunea de împachetare va fi de obicei în intervalul 55% până la 60%.
(3) Puterea bobinei rezultată din exemplele de numere pre-completate (vezi mai sus) este de 2,6 kW.Această cifră poate părea destul de mare, dar o mașină Magnabend este evaluată pentru un ciclu de funcționare de numai aproximativ 25%.Astfel, în multe privințe, este mai realist să ne gândim la puterea disipată medie care, în funcție de modul în care este utilizată mașina, va fi doar un sfert din această cifră, de obicei chiar mai mică.
Dacă proiectați de la zero, atunci disiparea totală a puterii este un parametru foarte important de luat în considerare;dacă este prea mare, atunci bobina se va supraîncălzi și s-ar putea deteriora.
Mașinile Magnabend au fost proiectate cu o putere disipată de aproximativ 2 kW pe metru de lungime.Cu un ciclu de funcționare de 25%, aceasta se traduce la aproximativ 500 W pe metru lungime.
Cât de fierbinte va deveni un magnet depinde de mulți factori, în plus față de ciclul de funcționare.În primul rând, inerția termică a magnetului și orice ar fi în contact cu acesta (de exemplu suportul) înseamnă că auto-încălzirea va fi relativ lentă.Pe o perioadă mai îndelungată temperatura magnetului va fi influențată de temperatura ambiantă, de suprafața magnetului și chiar de ce culoare este vopsit!(De exemplu, o culoare neagră radiază căldură mai bine decât o culoare argintie).
De asemenea, presupunând că magnetul face parte dintr-o mașină „Magnabend”, atunci piesele de prelucrat care sunt îndoite vor absorbi căldură în timp ce sunt prinse în magnet și, astfel, vor transporta puțină căldură.În orice caz, magnetul trebuie protejat de un dispozitiv de declanșare termică.
(4) Rețineți că programul vă permite să introduceți o temperatură pentru bobină și astfel puteți vedea efectul acesteia asupra rezistenței bobinei și a curentului bobinei.Deoarece firul fierbinte are o rezistență mai mare, rezultă un curent de bobină redus și, în consecință, și o forță de magnetizare redusă (AmpereTurns).Efectul este destul de semnificativ.
(5) Programul presupune că bobina este înfăşurată cu sârmă de cupru, care este cel mai practic tip de sârmă pentru o bobină magnetică.
Sârma de aluminiu este, de asemenea, o posibilitate, dar aluminiul are o rezistivitate mai mare decât cuprul (2,65 ohmmetru față de 1,72 pentru cupru) ceea ce duce la un design mai puțin eficient.Dacă aveți nevoie de calcule pentru sârmă de aluminiu, vă rugăm să mă contactați.
(6) Dacă proiectați o bobină pentru un folder din tablă "Magnabend" și dacă corpul magnetului are o dimensiune a secțiunii transversale standard rezonabil (să zicem 100 x 50 mm), atunci probabil că ar trebui să urmăriți o forță de magnetizare (AmpereTurns) de aproximativ 3.500 până la 4.000 de amperi spire.Această cifră este independentă de lungimea reală a mașinii.Mașinile mai lungi vor trebui să folosească sârmă mai groasă (sau mai multe fire de sârmă) pentru a obține aceeași valoare pentru AmpereTurns.
Chiar și mai multe ture de amperi ar fi mai bine, mai ales dacă doriți să fixați materiale nemagnetice precum aluminiul.
Cu toate acestea, pentru o dimensiune totală dată a magnetului și grosimea polilor, mai multe spire de amperi pot fi câștigate numai în detrimentul unui curent mai mare și, prin urmare, a unei disipări de putere mai mare și, în consecință, a încălzirii crescute a magnetului.Acest lucru poate fi OK dacă un ciclu de funcționare mai mic este acceptabil, altfel este necesar un spațiu de înfășurare mai mare pentru a găzdui mai multe spire și asta înseamnă un magnet mai mare (sau poli mai subțiri).
(7) Dacă proiectați, să zicem, o mandrină magnetică, atunci va fi necesar un ciclu de funcționare mult mai mare.(În funcție de aplicație, poate fi necesar un ciclu de lucru 100%).În acest caz, ați folosi un fir mai subțire și, probabil, ați proiecta o forță de magnetizare de 1.000 de spire de amperi.
Notele de mai sus sunt doar pentru a oferi o idee despre ceea ce se poate face cu acest program foarte versatil de calculare a bobinei.
Calibre standard ale firelor:
Din punct de vedere istoric, dimensiunile firelor au fost măsurate în unul dintre cele două sisteme:
Ecartament standard de sârmă (SWG) sau gabarit american de sârmă (AWG)
Din păcate, numerele de măsurare pentru aceste două standarde nu se potrivesc unul cu celălalt și acest lucru a condus la confuzie.
În zilele noastre, cel mai bine este să ignorați acele standarde vechi și să vă referiți doar la fir prin diametrul său în milimetri.
Iată un tabel de dimensiuni care va cuprinde orice fir care ar putea fi necesar pentru o bobină de magnet.
Dimensiunile firelor cu caractere aldine sunt cele mai des stocate dimensiuni, așa că, de preferință, alegeți una dintre acestea.
De exemplu, Badger Wire, NSW, Australia stochează următoarele dimensiuni în sârmă de cupru recoaptă:
0,56, 0,71, 0,91, 1,22, 1,63, 2,03, 2,6, 3,2 mm.
Vă rugăm să mă contactați pentru orice întrebări sau comentarii.
Ora postării: Oct-12-2022