Расчет катушки электромагнита переменного тока 220В

[Mening]

Доброго времени суток. Нуждаюсь в вашей помощи!

У меня появилась необходимость сделать цилиндрический электромагнит переменного тока 220В, с цилиндрическим сердечником, который будет совершать возвратно-поступательные движения, и приводить в движение мембрану.

Основные требования, которые я ставлю перед этим электромагнитом:

Мощность 100 Вт, КПД побольше, хорошая амплитуда движения сердчника, продолжительный срок службы.

Поиски в интернетах дали много информации, но очень обрывисто, или слишком подробно с множеством формул, или вообще без пояснений и расшифровки обозначений в формулах.

http://www.studfiles.ru/preview/1747688/page:9/

http://studopedia.ru/12_40802_raschet-obmotki-elektromagnita-peremennogo-toka.html

http://www.bestreferat.ru/referat-169668.html

http://electrono.ru/elektrotexnicheskaya-apparatura/raschet-obmotok-elektromagnitov

Намотать какую-нибудь катушку я могу, это без проблем, но хотелось хотя бы не много ее рассчитать, чтоб она не сгорела и двигала сердечник.

Я не прошу чтоб за меня провели расчеты, мне лишь нужна хорошая методичка. Возможно у кого-нить завалялась ссылка на книгу или статью по расчетам похожей катушки, со всеми пояснениями и возможно примерами расчетов.

Заранее прошу прощения, если написал не в ту ветку, или сморозил какую глупость. Надеюсь на вашу помощь, спасибо.

Изменено 2 августа, 2017 пользователем Mening

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[irokess]

Частота переменного тока какая планируется - 50Гц скорее всего? Тогда вам не столько электроника, а скорее механика всё обломает.

 

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Mening]

33 минуты назад, irokess сказал:

Частота переменного тока какая планируется - 50Гц скорее всего? Тогда вам не столько электроника, а скорее механика всё обломает.

 

да 50Гц

а почему механика, можете объяснить? Думаете усилие на якоре, при такой частоте будет маленькое?

Изменено 2 августа, 2017 пользователем Mening

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[irokess]

Да и усилие маленькое и амплитуда. Наверное можно применить формулу для пружинного маятника и посмотреть для 50Гц какая масса максимальна. Хотя там есть жесткость пружины, не представляю как её измерить.

Сами представьте - чем больше нужно совершить усилие, тем массивнее должен быть сердечник, но инерционность будет мешать ему колебаться с нужной частотой.

Вы не сказали для чего это нужно, а сразу - как хотите это сделать. Тут много людей с богатым опытом - возможно кто-то уже делал что-то подобное и поделится хотя бы способом решения, который проще реализовать.

[Mening]

Я хочу собрать небольшой компрессор, для подачи воздуха под невысоким давлением.

Я ориентируюсь на похожие устройства: компрессоры для аквариума, машинки для стрижки, там применен такой-же метод, но не с сердечником, а с магнитом и рычагом, больная амплитуда и небольшое усилие передается через рычаг, и на другом плече получают небольшую амплитуду и немного большее усилие.

Вот еще есть компрессоры побольше, мембранные, но там тоже не цилиндрическая катушка, там испоьзовались готовые трансформаторы с разомкнутым магнитопроводом, но там нет рычага, там сразу усилие передается на якорь с магнитами, который вытесняется то к оному полюсу, то к другому. И замечу, что они прекрасно работают.

 

 

Я планирую сделать вот такую катушку:

 

Изменено 2 августа, 2017 пользователем Mening

[avv_rem]

Высокий КПД электромагнита переменного тока никак не получится даже теоретически.
1. В электромагните переменного тока должен быть короткозамкнутый виток, на котором потеряется около 20% мощности.
2. Когда сердечник выходит из электромагнита, у него резко падает индуктивность, вырастает ток. Резко возрастают потери в катушке, т.к. мощность пропорциональна квадрату тока.
3. Потери на гистерезис.
4. Потери на вихревые токи.

Поэтому рекомендую только электромагнит постоянного тока. Сейчас диодные мосты очень дешевые.

Расчет простым никак не будет. Пожалуй, самая простая методика расчета изложена в монографии Яссе. Качать все четыре файла, иначе библиотека не распакуется и не прочитается.

ЭЛЕКТРОМАГНИТЫ.zip

ЭЛЕКТРОМАГНИТЫ.z01

ЭЛЕКТРОМАГНИТЫ.z02

ЭЛЕКТРОМАГНИТЫ.z03

Изменено 2 августа, 2017 пользователем avv_rem

[Mening]

Спасибо, буду читать

[Mening]

Привет.

Тема не заброшена. Перед тем, как что-то считать, нужно определится с принципом работы и конструкцией. Поэтому, планирую собрать небольшой макет, и посмотреть, как он будет работать, как будет себя вести электромагнит и сердечник.

У меня есть трансформатор 220\12В, планирую использовать его для макета. Но "игры с электричеством" могут быть опасны, поэтому появилась идея взять простейший преобразователь DC\AC с входом и выходом 3-12В.

Так что, если у кого есть схемка простейшего (вот прям проще некуда) преобразователя DC\AC , со входом и выходом в 3-12В, поделитесь если не жалко. Главное чтоб на выходе было низкое напряжение, и чтоб ток был переменным (не важно какой формы), и частота близкой к 50Гц. Спасибо если откликнитесь

Изменено 1 декабря, 2017 пользователем Mening

[Добрый дядя]

ТРАНСФОРМАТОР,проще не найдешь тем более на 50 гц.

Изменено 1 декабря, 2017 пользователем Добрый дядя

[Vslz]

Электромагнит линейной конструкции как у вас , сразу же заклинит. Лучше Ш- образник с магнитами. Магниты находятся на качающихся рычагах на фиксированном от сердечника расстоянии.

Помню, давным давно, перематывал ЭМ от такого компрессора на низкое напряжение (17В). 

Недавно знакомый попросил решить вопрос с транспортированием креветок (70 км) в машине. Я вспомнил про этот компрессор . За пару дней разработал и изготовил инвертор на SG3524 и мосте полевых транзисторов. Поместился в корпус зарядки для телефона. 

Работает отлично, потребление от бортсети с компрессором менее 0,1А. Теперь древний компрессор может питаться как от сети, так и от АКБ.

Есть софтстарт, отключение при напряжении питания менее 10,8 В.

[Texel Ffhjj]

@avv_rem Читал расчеты, так и не понял, сколько и чего надо намотать для  50 Вт х))

И как повлияет 50 Гц на образования магнитного поля  А если каркас сделан с люмяшки, не понятен ли на себя индуктивные токи?

[Securety]

Могу от себя добавить про частоту не знаю опыта мало, есть такая программа femm рассчет магнита на постоянном токе, может и переменку тоже считает не проверял. Там нужно правильно задать параметры только на обычной стали , и в конечном итоге можно получить электро магнит на нужном напряжений с нужной силой втягивания , потери на пружине учесть можно. Проверку сделать можно по закону сохранения энергий. Я сам делал магнит нетак давно точность программы почти  точная (просто я погрешность закладывал в пружину на старте она мешает разогнаться. Если нужно могу в личку подробности скинуть как и что делать. Скажу сразу рассчет электромагнита по формулам, тяжелая задача погрешность будет огромна при неправильном подходе. 

[Mening]

В опщем так. Спустя кучу времени эта проблема настигла меня снова.

Нужно намотать две катушки, соединенные последовательно в цепи переменного тока 220в, и чтоб они не сгорели и чтоб работали, блин. Мощьность ват 60. Длительная работа.

И тут в дело вступает двоюшник.

60\220= 0.273 А

0.273 А и 110В в каждой катушке.

Значит сопротивление катушки по закону Ома должно быть 110\0.273 = 403 Ом

Так как я погуглил про катушки с переменным током, то полное сопротивление такой катушки считается как корень сумм квадратов Активного сопротивления и индуктивного. Z =  = 403 Ом. Это еще не учитывая выполняемой работы.

Как посчитать активное и индуктивное сопротивление я нашел, но так как я не умный, то число витков и толщину провода смогу посчитать только методом подбора.

Или можно поступить проще, можно узнать характеристики аналогичных катушек их существующих компрессоров.

Кто-нить в курсе сопротивления и диаметра провода в одной или двух катушках от компрессора по типу Hiblow HP-60. Или мож кто знает форум, где обитают знающие люди, которые занимаются ремонтом таких компрессоров?

За любую помощь буду искренне благодарен.

 

Изменено 27 ноября, 2020 пользователем Mening
дописал комментарий

[Dr. West]

А в чём задача, штатная катушка сгорела? Разобрать - размотать - посчитать витки и измерить диаметр провода не вариант?

[Candid]

11 часов назад, Mening сказал:

Спустя кучу времени эта проблема настигла меня снова

Проще сделать привод от электродвигателя с эксцентриком.

[Mening]

6 часов назад, Dr. West сказал:

А в чём задача, штатная катушка сгорела? Разобрать - размотать - посчитать витки и измерить диаметр провода не вариант?

Я бы это с делал с огромным удовольствием, но ее нет, и похожей под рукой нет. Задача - посчитать и изготовить. Или узнать у когонить параметры аналогичной катушки и намотать.

4 часа назад, Candid сказал:

Проще сделать привод от электродвигателя с эксцентриком.

Проще купить бу компрессор от холодильника, импортный, за 30$. Но у меня есть какой-то проект, и я его придерживаюсь :). Да просто компрессор на катушках экономичнее и замена деталей минимальная - мембраны в основном.

 

Нашел еще замечательную книгу "Расчет и проектирование магнитов постоянного и переменного тока" Любчик М.А. Формул правда на пол книги для одного только Е магнита.

Легче конечно поспрашивать на форумах ремонтников, может кто знает сколько там витков в катушках. Если кто знает такой форум, то буду благодарен за подсказку.

Изменено 28 ноября, 2020 пользователем Mening