La gent sovint em demana que comprove els seus càlculs per als dissenys de bobines "Magnabend".Això em va impulsar a crear aquesta pàgina web que permet realitzar càlculs automàtics un cop s'han introduït algunes dades bàsiques de la bobina.
Moltes gràcies al meu company, Tony Grainger, pel programa JavaScript que realitza els càlculs d'aquesta pàgina.
PROGRAMA DE CALCULADORA DE BOBINES
El full de càlcul següent es va dissenyar per a bobines "Magnabend", però funcionarà per a qualsevol bobina d'imant que funcioni a partir de voltatge rectificat (CC).
Per utilitzar el full de càlcul, només cal que feu clic als camps de Dades d'entrada de la bobina i introduïu les dimensions de la bobina i les mides dels cables.
El programa actualitza la secció Resultats calculats cada vegada que premeu ENTER o feu clic en un altre camp d'entrada.
Això fa que sigui molt ràpid i fàcil comprovar un disseny de bobina o experimentar amb un nou disseny de bobina.
Els números emplenats prèviament als camps de dades d'entrada són només un exemple i són números típics d'una carpeta Magnabend 1250E.
Substituïu els números d'exemple amb les vostres pròpies dades de bobina.Els números d'exemple tornaran al full si actualitzeu la pàgina.
(Si voleu conservar les vostres dades, deseu o imprimiu la pàgina abans d'actualitzar-la).
Procediment de disseny de bobina suggerit:
Introduïu les dimensions de la bobina proposada i la tensió d'alimentació prevista.(Per exemple, 110, 220, 240, 380, 415 volts CA)
Establiu el filferro 2, 3 i 4 a zero i, a continuació, endevineu un valor per al diàmetre del filferro1 i observeu quants AmpereTurns resulten.
Ajusteu el diàmetre de Wire1 fins que s'assoleixin els vostres AmpereTurns objectiu, per exemple, entre 3.500 i 4.000 AmpereTurns.
Alternativament, podeu configurar Wire1 a una mida preferida i després ajustar Wire2 per assolir el vostre objectiu, o establir Wire1 i Wire2 a les mides preferides i després ajustar Wire3 per assolir el vostre objectiu, etc.
Ara mireu l'escalfament de la bobina (la dissipació de potència)*.Si és massa alt (per exemple, més de 2 kW per metre de longitud de la bobina), caldrà reduir els AmpereTurns.Alternativament, es poden afegir més voltes a la bobina per reduir el corrent.El programa afegirà automàticament més voltes si augmenteu l'amplada o la profunditat de la bobina, o si augmenteu la fracció d'empaquetament.
Finalment, consulteu una taula de calibres de cable estàndard i trieu un cable o cables que tinguin una àrea de secció transversal combinada igual al valor calculat al pas 3.
* Tingueu en compte que la dissipació de potència és molt sensible a AmpereTurns.És un efecte de llei quadrada.Per exemple, si doblegueu AmpereTurns (sense augmentar l'espai de bobinatge), la dissipació de potència augmentaria 4 vegades!
Més AmpereTurns dicten cables (o cables) més gruixuts, i un cable més gruixut significa més corrent i una dissipació de potència més alta tret que es pugui augmentar el nombre de voltes per compensar.I més voltes significa una bobina més gran i/o una millor fracció d'empaquetament.
Aquest programa de càlcul de bobines us permet experimentar fàcilment amb tots aquests factors.
NOTES:
(1) Mides dels cables
El programa preveu fins a 4 cables a la bobina.Si introduïu un diàmetre per a més d'un cable, el programa suposarà que tots els cables s'enrotllaran com si fossin un sol cable i que s'uneixen a l'inici i al final de l'enrotllament.(És a dir, els cables estan elèctricament en paral·lel).
(Per a 2 cables això s'anomena bobinatge bifilar, o per bobinat trifilar de 3 cables).
(2) La fracció d'embalatge, de vegades anomenada factor d'ompliment, expressa el percentatge de l'espai de bobina que ocupa el cable de coure.Es veu afectat per la forma del cable (generalment rodó), el gruix de l'aïllament del cable, el gruix de la capa d'aïllament exterior de la bobina (normalment paper elèctric) i el mètode d'enrotllament.El mètode d'enrotllament pot incloure bobinatge de revolts (també anomenat bobinatge salvatge) i bobinatge de capa.
Per a una bobina enrotllada, la fracció d'embalatge normalment estarà entre el 55% i el 60%.
(3) La potència de la bobina resultant dels números d'exemple emplenats prèviament (vegeu més amunt) és de 2,6 kW.Aquesta xifra pot semblar bastant alta, però una màquina Magnabend està qualificada per a un cicle de treball de només un 25%.Així, en molts aspectes, és més realista pensar en la dissipació de potència mitjana que, depenent de com s'utilitzi la màquina, serà només una quarta part d'aquesta xifra, normalment encara menys.
Si esteu dissenyant des de zero, la dissipació de potència global és un paràmetre molt important a tenir en compte;si és massa alt, la bobina es sobreescalfarà i es podria danyar.
Les màquines Magnabend es van dissenyar amb una potència de dissipació d'uns 2 kW per metre de longitud.Amb un cicle de treball del 25%, això es tradueix en uns 500 W per metre de longitud.
La calor que tindrà un imant depèn de molts factors, a més del cicle de treball.En primer lloc, la inèrcia tèrmica de l'imant, i amb el que estigui en contacte, (per exemple, el suport) significa que l'autoescalfament serà relativament lent.Durant un període més llarg, la temperatura de l'imant es veurà influenciada per la temperatura ambient, la superfície de l'imant i fins i tot pel color que està pintat!(Per exemple, un color negre irradia calor millor que un color platejat).
A més, suposant que l'imant forma part d'una màquina "Magnabend", llavors les peces de treball que s'estan doblegant absorbiran la calor mentre estan subjectes a l'imant i, per tant, s'emportaran una mica de calor.En qualsevol cas, l'imant ha d'estar protegit per un dispositiu de disparador tèrmic.
(4) Tingueu en compte que el programa us permet introduir una temperatura per a la bobina i, per tant, podeu veure el seu efecte sobre la resistència de la bobina i el corrent de la bobina.Com que el cable calent té una resistència més alta, es tradueix en un corrent de bobina reduït i, en conseqüència, també una força de magnetització reduïda (AmpereTurns).L'efecte és força significatiu.
(5) El programa suposa que la bobina està enrotllada amb filferro de coure, que és el tipus de cable més pràctic per a una bobina d'imant.
El filferro d'alumini també és una possibilitat, però l'alumini té una resistivitat més alta que el coure (2,65 ohms en comparació amb 1,72 per al coure), cosa que condueix a un disseny menys eficient.Si necessiteu càlculs per al cable d'alumini, poseu-vos en contacte amb mi.
(6) Si esteu dissenyant una bobina per a una carpeta de xapa "Magnabend" i si el cos de l'imant té una mida de secció transversal raonablement estàndard (per exemple, 100 x 50 mm), probablement haureu d'apuntar a una força de magnetització (AmpereTurns) d'aproximadament Voltes de 3.500 a 4.000 amperes.Aquesta xifra és independent de la longitud real de la màquina.Les màquines més llargues hauran d'utilitzar filferro més gruixut (o més fils de filferro) per aconseguir el mateix valor per a AmpereTurns.
Encara més voltes d'amperes seria millor, sobretot si voleu subjectar materials no magnètics com l'alumini.
No obstant això, per a una mida global determinada de l'imant i el gruix dels pols, només es poden obtenir més voltes d'amperes a costa d'una major intensitat i, per tant, una major dissipació de potència i un augment consegüent de l'escalfament de l'imant.Això pot estar bé si un cicle de treball inferior és acceptable, en cas contrari es necessita un espai de bobinat més gran per acomodar més voltes, i això significa un imant més gran (o pols més prims).
(7) Si esteu dissenyant, per exemple, un mandril magnètic, caldrà un cicle de treball molt més elevat.(Depenent de l'aplicació, potser es necessitarà un cicle de treball del 100%).En aquest cas, utilitzaríeu un cable més prim i potser dissenyeu una força de magnetització de, per exemple, 1.000 amperes de volta.
Les notes anteriors són només per donar una idea del que es pot fer amb aquest programa de calculadora de bobines molt versàtil.
Calibres de cable estàndard:
Històricament, les mides dels cables es van mesurar en un dels dos sistemes:
Calibre de cable estàndard (SWG) o calibre de filferro americà (AWG)
Malauradament, els números de mesura d'aquests dos estàndards no s'alineen entre ells i això ha generat confusió.
Avui en dia, el millor és ignorar aquests estàndards antics i només referir-se al cable pel seu diàmetre en mil·límetres.
Aquí hi ha una taula de mides que inclourà qualsevol cable que probablement sigui necessari per a una bobina d'imant.
Les mides de cable en negreta són les mides més habituals, així que preferiblement trieu-ne una.
Per exemple, Badger Wire, NSW, Austràlia, emmagatzema les mides següents en filferro de coure recoit:
0,56, 0,71, 0,91, 1,22, 1,63, 2,03, 2,6, 3,2 mm.
Si us plau, poseu-vos en contacte amb mi amb qualsevol pregunta o comentari.
Hora de publicació: Oct-12-2022