Ihmiset pyytävät minua usein tarkistamaan heidän laskelmansa "Magnabend" -kelamallien osalta.Tämä sai minut luomaan tämän web-sivun, joka mahdollistaa automaattisten laskelmien suorittamisen, kun joitakin peruskelatietoja on syötetty.
Suuri kiitos kollegalleni Tony Graingerille JavaScript-ohjelmasta, joka suorittaa tämän sivun laskelmat.
KELALASKINOHJELMA
Alla oleva laskentataulukko on suunniteltu "Magnabend"-käämeille, mutta se toimii kaikille tasasuuntautuneella (DC) jännitteellä toimivalle magneettikelalle.
Voit käyttää laskentataulukkoa napsauttamalla kelan syöttötietokenttiä ja kirjoittamalla kelan mitat ja johtojen koot.
Ohjelma päivittää Lasketut tulokset -osion aina, kun painat ENTER-näppäintä tai napsautat toista syöttökenttää.
Tämä tekee kelan suunnittelun tarkistamisesta tai uuden kelamallin kokeilemisesta erittäin nopeaa ja helppoa.
Syötetietokenttien esitäytetyt numerot ovat vain esimerkki, ja ne ovat tyypillisiä numeroita 1250E Magnabend -kansiolle.
Korvaa esimerkkinumerot omilla kelatiedoillasi.Esimerkkinumerot palaavat taulukkoon, jos päivität sivun.
(Jos haluat säilyttää omat tietosi, tallenna tai tulosta sivu ennen sen päivittämistä).
Suositeltu kelan suunnittelumenettely:
Syötä ehdotetun käämin mitat ja aiottu syöttöjännite.(esim. 110, 220, 240, 380, 415 voltin vaihtovirta)
Aseta Wire 2, 3 ja 4 nollaan ja arvaa sitten arvo Wire1:n halkaisijalle ja huomioi kuinka monta AmpereTurns tuloksena on.
Säädä langan1 halkaisijaa, kunnes saavutat tavoitteesi ampeerikierroksilla, esimerkiksi noin 3 500 - 4 000 AmpereTurns.
Vaihtoehtoisesti voit asettaa Wire1:n haluttuun kokoon ja sitten säätää Wire2:ta saavuttaaksesi tavoitteesi, tai asettaa sekä Wire1- että Wire2-koot haluttuun kokoon ja säädä sitten Lanka3 saavuttaaksesi tavoitteesi jne.
Katso nyt Coil Heating (tehohäviö)*.Jos se on liian korkea (esimerkiksi yli 2 kW kelan pituusmetriä kohti), AmpereTurns on pienennettävä.Vaihtoehtoisesti kelaan voidaan lisätä kierroksia virran pienentämiseksi.Ohjelma lisää automaattisesti lisää kierroksia, jos lisäät kelan leveyttä tai syvyyttä tai jos lisäät pakkausfraktiota.
Katso lopuksi taulukko vakiolangan mittareista ja valitse lanka tai johdot, joiden yhdistetty poikkipinta-ala on yhtä suuri kuin vaiheessa 3 laskettu arvo.
* Huomaa, että tehohäviö on erittäin herkkä AmpereTurnsille.Se on neliölakiefekti.Esimerkiksi jos tuplaisit AmpereTurns (lisäämättä käämitilaa), tehohäviö kasvaisi 4 kertaa!
Enemmän ampeerikierroksia sanelee paksumpi lanka (tai johdot), ja paksumpi lanka tarkoittaa enemmän virtaa ja suurempaa tehohäviötä, ellei kierrosten määrää voida lisätä kompensoimiseksi.Ja enemmän kierroksia tarkoittaa suurempaa kelaa ja/tai parempaa pakkausfraktiota.
Tämän kelan laskentaohjelman avulla voit helposti kokeilla kaikkia näitä tekijöitä.
HUOM:
(1) Johdinkoot
Ohjelma mahdollistaa jopa 4 johtoa kelassa.Jos syötät halkaisijan useammalle kuin yhdelle langalle, ohjelma olettaa, että kaikki johdot kelataan yhteen ikään kuin ne olisivat yksi lanka ja että ne liitetään yhteen käämityksen alussa ja lopussa.(Toisin sanoen johdot ovat sähköisesti rinnakkain).
(Kahdelle johdolle tätä kutsutaan kaksilankaiseksi käämiksi tai 3 johdolle trifilaariseksi käämiksi).
(2) Pakkausfraktio, jota joskus kutsutaan täyttökertoimeksi, ilmaisee kuparilangan käämitystilan prosenttiosuuden.Siihen vaikuttavat langan muoto (yleensä pyöreä), langan eristeen paksuus, käämin ulomman eristekerroksen paksuus (tyypillisesti sähköpaperi) ja käämitystapa.Käämitysmenetelmään voi kuulua sekoituskäämitys (kutsutaan myös villikäämitykseksi) ja kerroskäämitys.
Sekoitetulla kelalla pakkausfraktio on tyypillisesti välillä 55-60 %.
(3) Esitäytetyistä esimerkkinumeroista (katso yllä) saatu kelateho on 2,6 kW.Tämä luku saattaa tuntua melko korkealta, mutta Magnabend-koneen käyttöaste on vain noin 25 %.Siten monessa suhteessa on realistisempaa ajatella keskimääräistä tehohäviötä, joka koneen käyttötavasta riippuen on vain neljännes tästä luvusta, tyypillisesti jopa pienempi.
Jos suunnittelet suunnittelua tyhjästä, yleinen tehonhäviö on erittäin tärkeä huomioitava parametri;jos se on liian korkea, kela ylikuumenee ja voi vaurioitua.
Magnabend-koneet suunniteltiin siten, että niiden tehohäviö on noin 2 kW/metri pituus.25 %:n käyttösuhteella tämä tarkoittaa noin 500 W per pituusmetri.
Se, kuinka kuuma magneetti tulee, riippuu monista tekijöistä käyttösuhteen lisäksi.Ensinnäkin magneetin lämpöinertia ja sen kanssa kosketuksissa oleva (esimerkiksi jalusta) tarkoittaa, että itsekuumeneminen on suhteellisen hidasta.Pitkällä aikavälillä magneetin lämpötilaan vaikuttavat ympäristön lämpötila, magneetin pinta-ala ja jopa se, minkä värinen se on maalattu!(Esimerkiksi musta säteilee lämpöä paremmin kuin hopea).
Lisäksi jos oletetaan, että magneetti on osa "Magnabend"-konetta, taivutettavat työkappaleet imevät lämpöä, kun ne on puristettu magneetiin, ja siten kuljettavat pois jonkin verran lämpöä.Joka tapauksessa magneetti tulee suojata lämpölaukaisulaitteella.
(4) Huomaa, että ohjelman avulla voit syöttää kelan lämpötilan ja siten nähdä sen vaikutuksen kelan resistanssiin ja kelan virtaan.Koska kuumalla johdolla on suurempi vastus, se johtaa pienempään kelavirtaan ja siten myös pienempään magnetointivoimaan (AmpereTurns).Vaikutus on varsin merkittävä.
(5) Ohjelma olettaa, että kela on kierretty kuparilangalla, joka on käytännöllisin lankatyyppi magneettikelalle.
Alumiinilanka on myös mahdollista, mutta alumiinilla on suurempi ominaisvastus kuin kuparilla (2,65 ohm metri verrattuna kuparin 1,72 ohmiin), mikä johtaa vähemmän tehokkaaseen suunnitteluun.Jos tarvitset laskelmia alumiinilangalle, ota yhteyttä minuun.
(6) Jos suunnittelet kelaa "Magnabend"-levytappiin ja jos magneetin rungon poikkileikkaus on kohtuullisen vakiokokoinen (esim. 100 x 50 mm), kannattaa todennäköisesti pyrkiä noin n. 3 500 - 4 000 ampeerin kierrosta.Tämä luku on riippumaton koneen todellisesta pituudesta.Pidemmissä koneissa on käytettävä paksumpaa lankaa (tai useampaa lankaa), jotta saavutetaan sama AmpereTurns-arvo.
Vielä enemmän ampeerikierroksia olisi parempi, varsinkin jos haluat kiinnittää ei-magneettisia materiaaleja, kuten alumiinia.
Tietyllä magneetin kokonaiskoolla ja napojen paksuudella voidaan kuitenkin saada enemmän ampeerikierroksia vain suuremman virran ja siten suuremman tehohäviön kustannuksella ja sen seurauksena magneetin lisääntyneen kuumenemisen kustannuksella.Se voi olla OK, jos pienempi käyttösuhde on hyväksyttävä, muuten tarvitaan enemmän käämitystilaa useamman kierroksen vastaanottamiseksi, mikä tarkoittaa suurempaa magneettia (tai ohuempia napoja).
(7) Jos suunnittelet esimerkiksi magneettiista istukkaa, tarvitaan paljon korkeampi käyttösuhde.(Sovelluksesta riippuen saattaa olla tarpeen 100 %:n käyttösuhde).Siinä tapauksessa käyttäisit ohuempaa lankaa ja ehkä suunnittelet esimerkiksi 1000 ampeerin kierroksen magnetointivoimalle.
Yllä olevat huomautukset ovat vain antamaan käsityksen siitä, mitä tällä erittäin monipuolisella kelalaskinohjelmalla voidaan tehdä.
Vakiojohdon mittarit:
Historiallisesti lankakoot mitattiin toisessa kahdesta järjestelmästä:
Standard Wire Gauge (SWG) tai American Wire Gauge (AWG)
Valitettavasti näiden kahden standardin mittarinumerot eivät ole aivan linjassa toistensa kanssa, ja tämä on johtanut sekaannukseen.
Nykyään on parasta jättää huomioimatta nuo vanhat standardit ja viitata langaan sen halkaisijalla millimetreinä.
Tässä on kokotaulukko, joka sisältää kaikki johdot, joita todennäköisesti tarvitaan magneettikelaan.
Lihavoidut lankakoot ovat yleisimpiä varastossa olevia kokoja, joten valitse mieluiten jokin niistä.
Esimerkiksi Badger Wire, NSW, Australia varastoi seuraavat koot hehkutettua kuparilankaa:
0,56, 0,71, 0,91, 1,22, 1,63, 2,03, 2,6, 3,2 mm.
Ota minuun yhteyttä, jos sinulla on kysyttävää tai kommentteja.
Postitusaika: 12.10.2022