Lidé mě často žádají, abych zkontroloval jejich výpočty pro návrhy cívek "Magnabend".To mě přimělo přijít s touto webovou stránkou, která umožňuje provádět automatické výpočty po zadání některých základních dat cívky.
Mnohokrát děkuji svému kolegovi Tonymu Graingerovi za program JavaScript, který provádí výpočty na této stránce.
PROGRAM KALKULAČKY CÍVKY
Výpočtový list níže byl navržen pro cívky "Magnabend", ale bude fungovat pro jakoukoli magnetickou cívku, která pracuje z usměrněného (DC) napětí.
Chcete-li použít výpočetní list, jednoduše klikněte na pole Vstupní data cívky a zadejte rozměry cívky a velikosti vodičů.
Program aktualizuje sekci Vypočítané výsledky pokaždé, když stisknete ENTER nebo kliknete do jiného vstupního pole.
Díky tomu je velmi rychlé a snadné zkontrolovat design cívky nebo experimentovat s novým designem cívky.
Předvyplněná čísla ve vstupních datových polích jsou pouze příkladem a jsou typickými čísly pro složku 1250E Magnabend.
Nahraďte čísla příkladů svými vlastními daty cívky.Čísla příkladů se vrátí na list, pokud stránku obnovíte.
(Pokud si přejete zachovat svá vlastní data, před obnovením stránku uložte nebo vytiskněte).
Doporučený postup návrhu cívky:
Zadejte rozměry navrhované cívky a zamýšlené napájecí napětí.(Např. 110, 220, 240, 380, 415 V AC)
Nastavte Wire 2, 3 a 4 na nulu a poté odhadněte hodnotu průměru Wire1 a poznamenejte si, kolik AmpérOtací je výsledkem.
Upravujte průměr drátu 1, dokud nedosáhnete cílového počtu ampérotáčů, řekněme asi 3 500 až 4 000 ampérotočů.
Alternativně můžete nastavit Wire1 na preferovanou velikost a poté upravit Wire2, abyste dosáhli svého cíle, nebo nastavit Wire1 a Wire2 na preferované velikosti a poté upravit Wire3, abyste dosáhli svého cíle atd.
Nyní se podívejte na Coil Heating (ztrátový výkon)*.Pokud je příliš vysoká (řekněme více než 2 kW na metr délky cívky), bude nutné snížit AmpereTurns.Alternativně lze do cívky přidat více závitů pro snížení proudu.Program automaticky přidá další otáčky, pokud zvětšíte šířku nebo hloubku cívky, nebo pokud zvětšíte Packing Fraction.
Nakonec se podívejte do tabulky standardních rozměrů drátu a vyberte drát nebo dráty, které mají kombinovaný průřez rovný hodnotě vypočítané v kroku 3.
* Všimněte si, že ztrátový výkon je velmi citlivý na AmpereTurns.Je to efekt čtvercového zákona.Pokud byste například zdvojnásobili AmpereTurns (bez zvětšení prostoru vinutí), ztrátový výkon by se zvýšil 4krát!
Více ampérových závitů vyžaduje silnější drát (nebo dráty) a tlustší drát znamená více proudu a vyšší ztrátový výkon, pokud nelze zvýšit počet závitů pro kompenzaci.A více otáček znamená větší cívku a/nebo lepší zlomek balení.
Tento program pro výpočet cívky vám umožní snadno experimentovat se všemi těmito faktory.
POZNÁMKY:
(1) Velikosti vodičů
Program umožňuje až 4 vodiče v cívce.Pokud zadáte průměr pro více než jeden drát, program bude předpokládat, že všechny dráty budou navinuty dohromady, jako by to byl jeden drát, a že jsou spojeny dohromady na začátku a na konci vinutí.(To znamená, že dráty jsou elektricky paralelní).
(Pro 2 dráty se to nazývá bifilární vinutí nebo pro 3 dráty trifilární vinutí).
(2) Balící zlomek, někdy nazývaný faktor plnění, vyjadřuje procento prostoru vinutí, které zabírá měděný drát.Je ovlivněna tvarem drátu (obvykle kulatý), tloušťkou izolace na drátu, tloušťkou vnější izolační vrstvy cívky (typicky elektropapír) a způsobem vinutí.Metoda navíjení může zahrnovat navíjení neuspořádané (také nazývané divoké navíjení) a vrstvené navíjení.
U neuspořádaně vinutého svitku bude podíl náplně typicky v rozmezí 55 % až 60 %.
(3) Výkon cívky vyplývající z předem vyplněných čísel příkladů (viz výše) je 2,6 kW.Toto číslo se může zdát poměrně vysoké, ale stroj Magnabend je dimenzován na pracovní cyklus pouze asi 25 %.V mnoha ohledech je tedy realističtější uvažovat o průměrném ztrátovém výkonu, který v závislosti na tom, jak je stroj používán, bude pouze čtvrtinou této hodnoty, obvykle ještě méně.
Pokud navrhujete od začátku, pak je celkový ztrátový výkon velmi důležitým parametrem, který je třeba zvážit;pokud je příliš vysoká, cívka se přehřeje a může se poškodit.
Stroje Magnabend byly navrženy se ztrátovým výkonem kolem 2 kW na metr délky.Při 25% pracovním cyklu to znamená přibližně 500 W na metr délky.
To, jak horký bude magnet, závisí kromě pracovního cyklu na mnoha faktorech.Za prvé tepelná setrvačnost magnetu a čehokoli, s čím je v kontaktu (například stojanu), znamená, že samozahřívání bude relativně pomalé.Po delší dobu bude teplota magnetu ovlivňována teplotou okolí, povrchem magnetu a dokonce i barvou natřenou!(Například černá barva vyzařuje teplo lépe než stříbrná barva).
Také za předpokladu, že magnet je součástí stroje "Magnabend", pak ohýbané obrobky budou absorbovat teplo, zatímco jsou upnuté v magnetu, a tak odnesou nějaké teplo.V každém případě by měl být magnet chráněn tepelným spouštěcím zařízením.
(4) Všimněte si, že program umožňuje zadat teplotu pro cívku a tak můžete vidět její vliv na odpor cívky a proud cívky.Vzhledem k tomu, že horký drát má vyšší odpor, má to za následek snížení proudu cívky a následně také snížení magnetizační síly (AmpereTurns).Efekt je poměrně výrazný.
(5) Program předpokládá, že cívka je navinutá měděným drátem, což je nejpraktičtější typ drátu pro cívku magnetu.
Hliníkový drát je také možný, ale hliník má vyšší měrný odpor než měď (2,65 ohm metru ve srovnání s 1,72 pro měď), což vede k méně účinné konstrukci.Pokud potřebujete výpočty pro hliníkový drát, kontaktujte mě.
(6) Pokud navrhujete cívku pro plechovou skládačku "Magnabend" a má-li tělo magnetu přiměřeně standardní velikost průřezu (řekněme 100 x 50 mm), měli byste se pravděpodobně zaměřit na magnetizační sílu (AmpereTurns) přibližně 3 500 až 4 000 ampér otáček.Tento údaj je nezávislý na skutečné délce stroje.Delší stroje budou muset použít silnější drát (nebo více pramenů drátu), aby se dosáhlo stejné hodnoty pro AmpereTurns.
Ještě více ampérových závitů by bylo lepší, zvláště pokud chcete upnout nemagnetické materiály, jako je hliník.
Při dané celkové velikosti magnetu a tloušťce pólů však lze získat více ampérových závitů pouze na úkor vyššího proudu a tím i vyššího ztrátového výkonu a následného zvýšeného zahřívání magnetu.To může být v pořádku, pokud je přijatelný nižší pracovní cyklus, jinak je potřeba větší prostor vinutí pro umístění více závitů, a to znamená větší magnet (nebo tenčí póly).
(7) Pokud navrhujete řekněme magnetické sklíčidlo, bude zapotřebí mnohem vyšší pracovní cyklus.(V závislosti na aplikaci pak může být zapotřebí 100% pracovní cyklus).V takovém případě byste použili tenčí drát a možná byste navrhli magnetizační sílu řekněme 1 000 ampérových otáček.
Výše uvedené poznámky jsou pouze pro představu toho, co lze s tímto velmi všestranným programem cívkového kalkulátoru dělat.
Standardní měřidla drátů:
Historicky byly velikosti drátů měřeny v jednom ze dvou systémů:
Standardní měřidlo drátu (SWG) nebo americké měřidlo drátu (AWG)
Bohužel čísla měřidel pro tyto dvě normy nejsou zcela v souladu a to vedlo ke zmatku.
V dnešní době je nejlepší ignorovat tyto staré normy a odkazovat na drát pouze jeho průměrem v milimetrech.
Zde je tabulka velikostí, která bude zahrnovat jakýkoli drát, který bude pravděpodobně potřeba pro magnetickou cívku.
Velikosti drátů vytištěné tučně jsou nejčastěji skladované velikosti, proto si raději vyberte jednu z nich.
Například Badger Wire, NSW, Austrálie má na skladě následující velikosti v žíhaném měděném drátu:
0,56, 0,71, 0,91, 1,22, 1,63, 2,03, 2,6, 3,2 mm.
V případě dotazů nebo připomínek mě prosím kontaktujte.
Čas odeslání: 12. října 2022