Cilvēki bieži man lūdz pārbaudīt viņu aprēķinus "Magnabend" spoļu dizainam.Tas lika man izveidot šo tīmekļa lapu, kas ļauj veikt automātiskus aprēķinus, tiklīdz ir ievadīti daži pamata spoles dati.
Liels paldies manam kolēģim Tonijam Graingeram par JavaScript programmu, kas veic aprēķinus šajā lapā.
SPOLES KALKULATORA PROGRAMMA
Zemāk esošā aprēķinu lapa bija paredzēta "Magnabend" spolēm, taču tā darbosies jebkurai magnēta spolei, kas darbojas no rektificēta (līdzstrāvas) sprieguma.
Lai izmantotu aprēķinu lapu, vienkārši noklikšķiniet uz spoles ievades datu laukos un ierakstiet spoles izmērus un stieples izmērus.
Programma atjaunina sadaļu Aprēķinātie rezultāti ikreiz, kad nospiežat ENTER vai noklikšķināt citā ievades laukā.
Tas ļauj ļoti ātri un viegli pārbaudīt spoles dizainu vai eksperimentēt ar jaunu spoles dizainu.
Iepriekš aizpildītie skaitļi ievades datu laukos ir tikai piemērs un ir tipiski skaitļi mapei 1250E Magnabend.
Aizstājiet piemēru numurus ar saviem spoles datiem.Piemēra numuri atgriezīsies lapā, ja atsvaidzināsiet lapu.
(Ja vēlaties saglabāt savus datus, pirms lapas atsvaidzināšanas saglabājiet vai izdrukājiet lapu).
Ieteicamā spoles projektēšanas procedūra:
Ievadiet piedāvātās spoles izmērus un paredzēto barošanas spriegumu.(Piem., 110, 220, 240, 380, 415 voltu maiņstrāva)
Iestatiet Wire 2, 3 un 4 uz nulli un pēc tam uzminiet Wire1 diametra vērtību un atzīmējiet, cik ampēru apgriezienu rezultāts ir.
Pielāgojiet Wire1 diametru, līdz tiek sasniegts jūsu mērķa AmpereTurns, piemēram, apmēram 3500 līdz 4000 AmpereTurns.
Varat arī iestatīt Wire1 uz vēlamo izmēru un pēc tam pielāgot Wire2, lai sasniegtu savu mērķi, vai iestatīt gan Wire1, gan Wire2 vēlamos izmērus un pēc tam pielāgot Wire3, lai sasniegtu savu mērķi utt.
Tagad apskatiet spoles sildīšanu (jaudas izkliedi)*.Ja tas ir pārāk augsts (teiksim, vairāk nekā 2 kW uz vienu spoles garuma metru), tad AmpereTurns būs jāsamazina.Alternatīvi, lai samazinātu strāvu, spolei var pievienot vairāk apgriezienu.Programma automātiski pievienos vairāk pagriezienu, ja palielināsiet spoles platumu vai dziļumu vai ja palielināsiet Packing Fraction.
Visbeidzot skatiet standarta vadu mērierīču tabulu un izvēlieties vadu vai vadus, kuru kopējais šķērsgriezuma laukums ir vienāds ar 3. darbībā aprēķināto vērtību.
* Ņemiet vērā, ka jaudas izkliede ir ļoti jutīga pret AmpereTurns.Tas ir kvadrātveida likuma efekts.Piemēram, ja jūs dubultojat AmpereTurns (nepalielinot tinuma vietu), tad jaudas izkliede palielināsies 4 reizes!
Vairāk ampēru pagriezienu nosaka biezāku vadu (vai vadus), un biezāks vads nozīmē lielāku strāvu un lielāku jaudas izkliedi, ja vien apgriezienu skaitu nevar palielināt, lai to kompensētu.Un vairāk apgriezienu nozīmē lielāku spoli un/vai labāku iepakojuma daļu.
Šī spoles aprēķināšanas programma ļauj viegli eksperimentēt ar visiem šiem faktoriem.
PIEZĪMES:
(1) Vadu izmēri
Programma paredz līdz 4 vadiem spolē.Ja ievadāt diametru vairāk nekā vienai stieplei, programma pieņems, ka visi vadi tiks savīti kopā tā, it kā tie būtu viens vads un ka tie ir savienoti kopā tinuma sākumā un beigās.(Tas ir, vadi ir elektriski paralēli).
(2 vadiem to sauc par bifilāru tinumu vai 3 vadiem trīszaru tinumu).
(2) Blīvējuma daļa, ko dažreiz sauc par aizpildījuma koeficientu, izsaka procentuālo daļu no tinuma vietas, ko aizņem vara stieple.To ietekmē stieples forma (parasti apaļa), stieples izolācijas biezums, spoles ārējā izolācijas slāņa biezums (parasti elektriskā papīrs) un tinuma metode.Uztīšanas metode var ietvert jauktu tinumu (sauktu arī par savvaļas tinumu) un slāņa tinumu.
Sajauktās spoles blīvējuma frakcija parasti ir diapazonā no 55% līdz 60%.
(3) Spoles jauda, kas iegūta no iepriekš aizpildītajiem piemēru numuriem (skatīt iepriekš), ir 2,6 kW.Šis skaitlis var šķist diezgan augsts, taču Magnabend mašīnas darbības cikls ir tikai aptuveni 25%.Tādējādi daudzos aspektos ir reālāk domāt par vidējo jaudas izkliedi, kas atkarībā no iekārtas lietošanas veida būs tikai ceturtā daļa no šī skaitļa, parasti pat mazāka.
Ja izstrādājat no nulles, kopējā jaudas izkliede ir ļoti svarīgs parametrs, kas jāņem vērā;ja tas ir pārāk augsts, tad spole pārkarst un var tikt bojāta.
Magnabend mašīnas tika izstrādātas ar jaudas izkliedi aptuveni 2kW uz garuma metru.Ar 25% darba ciklu tas nozīmē aptuveni 500 W uz garuma metru.
Tas, cik magnēts kļūs karsts, ir atkarīgs no daudziem faktoriem papildus darba ciklam.Pirmkārt, magnēta termiskā inerce un neatkarīgi ar to, ar ko tas saskaras (piemēram, statīva), nozīmē, ka pašsildīšanās būs salīdzinoši lēna.Ilgākā laika periodā magnēta temperatūru ietekmēs apkārtējās vides temperatūra, magnēta virsmas laukums un pat tas, kādā krāsā tas ir krāsots!(Piemēram, melna krāsa izstaro siltumu labāk nekā sudraba krāsa).
Turklāt, pieņemot, ka magnēts ir daļa no "Magnabend" mašīnas, tad saliektās detaļas absorbēs siltumu, kamēr tās ir iespīlētas magnētā, un tādējādi novadīs daļu siltuma.Jebkurā gadījumā magnēts jāaizsargā ar termisko izslēgšanas ierīci.
(4) Ņemiet vērā, ka programma ļauj ievadīt spoles temperatūru un tādējādi var redzēt tās ietekmi uz spoles pretestību un spoles strāvu.Tā kā karstajam vadam ir lielāka pretestība, tad tas samazina spoles strāvu un attiecīgi arī samazinātu magnetizācijas spēku (AmpereTurns).Efekts ir diezgan ievērojams.
(5) Programma pieņem, ka spole ir uztīta ar vara stiepli, kas ir vispraktiskākais stieples veids magnēta spolei.
Iespējama arī alumīnija stieple, taču alumīnija pretestība ir augstāka nekā vara (2,65 omi salīdzinājumā ar 1,72 omi), kas rada mazāk efektīvu dizainu.Ja jums ir nepieciešami alumīnija stieples aprēķini, lūdzu, sazinieties ar mani.
(6) Ja jūs projektējat spoli "Magnabend" lokšņu metāla mapei un ja magnēta korpusam ir samērā standarta šķērsgriezuma izmērs (piemēram, 100 x 50 mm), tad jums, iespējams, jācenšas panākt aptuveni apm. 3500 līdz 4000 ampēru apgriezieni.Šis skaitlis nav atkarīgs no mašīnas faktiskā garuma.Garākām mašīnām būs jāizmanto biezāka stieple (vai vairākas stieples šķipsnas), lai sasniegtu tādu pašu vērtību AmpereTurns.
Vēl vairāk ampēru apgriezienu būtu labāk, it īpaši, ja vēlaties piestiprināt nemagnētiskus materiālus, piemēram, alumīniju.
Tomēr noteiktam kopējam magnēta izmēram un polu biezumam vairāk ampēru pagriezienu var iegūt tikai uz lielākas strāvas rēķina un tādējādi lielākas jaudas izkliedes un attiecīgi palielinātas magnēta karsēšanas rēķina.Tas var būt labi, ja ir pieņemams zemāks darba cikls, pretējā gadījumā ir nepieciešama lielāka tinuma telpa, lai uzņemtu vairāk pagriezienu, un tas nozīmē lielāku magnētu (vai plānākus stabus).
(7) Ja projektējat, piemēram, magnētisko patronu, tad būs nepieciešams daudz lielāks darba cikls.(Atkarībā no lietojumprogrammas, iespējams, var būt nepieciešams 100% darba cikls).Tādā gadījumā jūs izmantotu plānāku vadu un, iespējams, konstruētu magnetizācijas spēku, piemēram, 1000 ampēru apgriezienus.
Iepriekš minētās piezīmes ir tikai, lai sniegtu priekšstatu par to, ko var paveikt ar šo ļoti daudzpusīgo spoļu kalkulatora programmu.
Standarta vadu mērinstrumenti:
Vēsturiski vadu izmēri tika mērīti vienā no divām sistēmām:
Standarta stieples mērītājs (SWG) vai amerikāņu stieples mērītājs (AWG)
Diemžēl šo divu standartu mērierīču skaitļi neatbilst viens otram, un tas ir radījis neskaidrības.
Mūsdienās vislabāk ir ignorēt šos vecos standartus un vienkārši atsaukties uz vadu pēc tā diametra milimetros.
Šeit ir izmēru tabula, kurā būs iekļauti visi vadi, kas, iespējams, būs nepieciešami magnēta spolei.
Treknrakstā norādītie stiepļu izmēri ir visbiežāk pieejamie izmēri, tāpēc labāk izvēlēties kādu no tiem.
Piemēram, Badger Wire, NSW, Austrālija, piedāvā šādus izmērus atkausētā vara stieplē:
0,56, 0,71, 0,91, 1,22, 1,63, 2,03, 2,6, 3,2 mm .
Lūdzu, sazinieties ar mani, ja jums ir kādi jautājumi vai komentāri.
Izlikšanas laiks: 12. oktobris 2022