Mense vra my gereeld om hul berekeninge vir "Magnabend" spoelontwerpe na te gaan.Dit het my aangespoor om met hierdie webblad vorendag te kom wat dit moontlik maak om outomatiese berekeninge uit te voer sodra sommige basiese spoeldata ingevoer is.
Baie dankie aan my kollega, Tony Grainger, vir die JavaScript-program wat die berekeninge op hierdie bladsy uitvoer.
SPOEL REKENAAR PROGRAM
Die berekeningsblad hieronder is ontwerp vir "Magnabend" spoele maar dit sal werk vir enige magneet spoel wat werk vanaf gelykgestelde (GS) spanning.
Om die berekeningsblad te gebruik, klik eenvoudig in die Spolinvoerdata-velde en tik jou spoelafmetings en draadgroottes in.
Die program werk die Berekende Resultate-afdeling op elke keer as jy ENTER druk of in 'n ander invoerveld klik.
Dit maak dit baie vinnig en maklik om 'n spoelontwerp na te gaan of om met 'n nuwe spoelontwerp te eksperimenteer.
Die vooraf ingevulde nommers in die invoerdatavelde is slegs 'n voorbeeld en is tipiese nommers vir 'n 1250E Magnabend-lêergids.
Vervang die voorbeeldnommers met jou eie spoeldata.Die voorbeeldnommers sal na die blad terugkeer as jy die bladsy verfris.
(As jy jou eie data wil bewaar, Stoor of Druk die bladsy voordat jy dit verfris).
Voorgestelde spoelontwerpprosedure:
Voer die afmetings vir jou voorgestelde spoel in, en jou beoogde toevoerspanning.(Bv. 110, 220, 240, 380, 415 Volt AC)
Stel Draad 2, 3 en 4 op nul en raai dan 'n waarde vir die deursnee van Draad1 en let op hoeveel AmpereTurns die resultaat is.
Pas Wire1-deursnee aan totdat jou teiken AmpereTurns bereik is, sê ongeveer 3 500 tot 4 000 AmpereTurns.
Alternatiewelik kan jy Wire1 op 'n voorkeurgrootte stel en dan Wire2 aanpas om jou teiken te bereik, of beide Wire1 en Wire2 op voorkeurgroottes stel en dan Wire3 aanpas om jou teiken te bereik, ens.
Kyk nou na die Coil Heating (die kragafvoer)*.As dit te hoog is (sê meer as 2 kW per meter spoellengte) dan sal AmpereTurns verminder moet word.Alternatief kan meer draaie by die spoel gevoeg word om die stroom te verminder.Die program sal outomaties meer draaie byvoeg as jy die breedte of diepte van die spoel vergroot, of as jy die Packing Fraction verhoog.
Raadpleeg laastens 'n tabel van standaard draadmeters en kies 'n draad, of drade, wat 'n gekombineerde deursnee-area gelykstaande is aan die waarde wat in stap 3 bereken is.
* Let daarop dat kragafvoer baie sensitief is vir AmpereTurns.Dit is 'n vierkantige wet effek.As jy byvoorbeeld AmpereTurns verdubbel (sonder om die kronkelspasie te vergroot), dan sal kragdissipasie met 4 keer toeneem!
Meer AmpereTurns dikteer dikker draad (of drade), en dikker draad beteken meer stroom en hoër kragdissipasie, tensy die aantal draaie verhoog kan word om te vergoed.En meer draaie beteken 'n groter spoel en/of 'n beter Packing Fraction.
Hierdie spoelberekeningsprogram laat jou toe om maklik met al daardie faktore te eksperimenteer.
NOTAS:
(1) Draadgroottes
Die program maak voorsiening vir tot 4 drade in die spoel.As jy 'n deursnee vir meer as een draad invoer, dan sal die program aanvaar dat al die drade saam gewikkel sal word asof hulle 'n enkele draad is en dat hulle aan die begin en aan die einde van die wikkeling saamgevoeg word.(Dit wil sê die drade is elektries in parallel).
(Vir 2 drade word dit bifilêre wikkeling genoem, of vir 3 drade trifilêre wikkeling).
(2) Die Verpakkingsbreuk, soms die vulfaktor genoem, druk die persentasie van die wikkelspasie uit wat deur die koperdraad in beslag geneem word.Dit word beïnvloed deur die vorm van die draad (gewoonlik rond), die dikte van isolasie op die draad, die dikte van die spoel buitenste isolasielaag (tipies elektriese papier), en die metode van wikkeling.Die wikkelmetode kan warboelwikkeling (ook genoem wilde wikkeling) en laagwikkeling insluit.
Vir 'n warboel-gewikkelde spoel sal die verpakkingsfraksie tipies in die reeks 55% tot 60% wees.
(3) Die spoelkrag wat uit die vooraf ingevulde voorbeeldnommers (sien hierbo) voortspruit, is 2.6 kW.Hierdie syfer lyk dalk taamlik hoog, maar 'n Magnabend-masjien word gegradeer vir 'n dienssiklus van slegs sowat 25%.Dit is dus in baie opsigte meer realisties om te dink aan die gemiddelde kragdissipasie wat, afhangend van hoe die masjien gebruik word, slegs 'n kwart van daardie syfer sal wees, tipies selfs minder.
As jy van nuuts af ontwerp, is die algehele kragdissipasie 'n baie belangrike parameter om te oorweeg;as dit te hoog is, sal die spoel oorverhit en kan dit beskadig word.
Magnabend-masjiene is ontwerp met 'n kragverspreiding van ongeveer 2kW per meter lengte.Met 'n 25% dienssiklus kom dit neer op ongeveer 500W per meter lengte.
Hoe warm 'n magneet sal word, hang af van baie faktore benewens die dienssiklus.Eerstens beteken die termiese traagheid van die magneet, en waarmee dit ook al in kontak is (byvoorbeeld die staander) dat selfverhitting relatief stadig sal wees.Oor 'n langer tydperk sal die magneettemperatuur beïnvloed word deur die omgewingstemperatuur, die oppervlakte van die magneet en selfs deur watter kleur dit geverf is!(Byvoorbeeld 'n swart kleur straal hitte beter uit as 'n silwer kleur).
As ons ook aanvaar dat die magneet deel is van 'n "Magnabend" masjien, dan sal die werkstukke wat gebuig word hitte absorbeer terwyl hulle in die magneet vasgeklem word en dus 'n bietjie hitte wegdra.In elk geval moet die magneet deur 'n termiese uitskakelingstoestel beskerm word.
(4) Let daarop dat die program jou toelaat om 'n temperatuur vir die spoel in te voer en dus kan jy die effek daarvan op die spoelweerstand en die spoelstroom sien.Omdat warm draad 'n hoër weerstand het, lei dit tot 'n verminderde spoelstroom en gevolglik ook verminderde magnetiseringskrag (AmpereTurns).Die effek is redelik beduidend.
(5) Die program veronderstel dat die spoel met koperdraad gewikkel is, wat die mees praktiese tipe draad vir 'n magneetspoel is.
Aluminiumdraad is ook 'n moontlikheid, maar aluminium het 'n hoër weerstand as koper (2,65 ohm meter in vergelyking met 1,72 vir koper) wat lei tot 'n minder doeltreffende ontwerp.As jy berekeninge vir aluminiumdraad benodig, kontak my asseblief.
(6) As jy 'n spoel ontwerp vir 'n "Magnabend" plaatmetaalvouer, en as die magneetliggaam 'n redelike standaard deursnitgrootte het (sê 100 x 50 mm), moet jy waarskynlik mik na 'n magnetiseringskrag (AmpereTurns) van ongeveer 3 500 tot 4 000 ampère draaie.Hierdie syfer is onafhanklik van die werklike lengte van die masjien.Langer masjiene sal dikker draad (of meer stringe draad) moet gebruik om dieselfde waarde vir AmpereTurns te bereik.
Selfs meer ampere-draaie sal beter wees, veral as jy nie-magnetiese materiale soos aluminium wil vasklem.
Vir 'n gegewe algehele grootte van magneet en dikte van pole, kan meer ampèredraaiings egter slegs verkry word ten koste van hoër stroom en dus hoër drywingsdissipasie en gevolglike verhoogde verhitting in die magneet.Dit kan in orde wees as 'n laer dienssiklus aanvaarbaar is, anders is 'n groter wikkelspasie nodig om meer draaie te akkommodeer, en dit beteken 'n groter magneet (of dunner pole).
(7) As jy byvoorbeeld 'n magnetiese boorkop ontwerp, sal 'n baie hoër dienssiklus nodig wees.(Afhangende van die toepassing kan 'n 100% dienssiklus dalk nodig wees).In daardie geval sal jy dunner draad gebruik en dalk ontwerp vir 'n magnetiseringskrag van sê 1 000 ampère-draaie.
Bogenoemde notas is net om 'n idee te gee van wat met hierdie baie veelsydige spoelrekenaarprogram gedoen kan word.
Standaard draadmeters:
Histories is draadgroottes in een van twee stelsels gemeet:
Standard Wire Gauge (SWG) of American Wire Gauge (AWG)
Ongelukkig stem die metergetalle vir hierdie twee standaarde nie heeltemal in lyn met mekaar nie en dit het tot verwarring gelei.
Deesdae is dit die beste om daardie ou standaarde te ignoreer en net na die draad te verwys volgens sy deursnee in millimeter.
Hier is 'n tabel van groottes wat enige draad sal insluit wat waarskynlik nodig sal wees vir 'n magneetspoel.
Die draadgroottes in vetdruk is die groottes wat die meeste in voorraad is, so kies verkieslik een daarvan.
Badger Wire, NSW, Australië het byvoorbeeld die volgende groottes in uitgegloeide koperdraad:
0,56, 0,71, 0,91, 1,22, 1,63, 2,03, 2,6, 3,2 mm .
Kontak my gerus met enige vrae of kommentaar.
Postyd: 12 Oktober 2022