КАЛЬКУЛЯТОР КОТУШОК MAGNABEND

Рекомендована процедура проектування котушки:
Введіть розміри запропонованої вами котушки та заплановану напругу живлення.(Наприклад, 110, 220, 240, 380, 415 В змінного струму)

Встановіть Wire 2, 3 і 4 на нуль, а потім вгадайте значення діаметра Wire1 і запам’ятайте, скільки витків ампер в результаті.

Регулюйте діаметр Wire1, доки не буде досягнуто цільових витків, скажімо, від 3500 до 4000 витків ампер.
Крім того, ви можете встановити бажаний розмір Wire1, а потім налаштувати Wire2, щоб досягти своєї мети, або встановити бажані розміри Wire1 і Wire2, а потім налаштувати Wire3, щоб досягти своєї мети тощо.

Тепер подивіться на нагрівання котушки (розсіювана потужність)*.Якщо він занадто високий (скажімо, більше 2 кВт на метр довжини котушки), тоді потрібно буде зменшити Амперні оберти.Крім того, до котушки можна додати більше витків, щоб зменшити струм.Програма автоматично додасть більше витків, якщо ви збільшите ширину або глибину котушки або якщо ви збільшите фракцію упаковки.

Нарешті, зверніться до таблиці стандартних розмірів дроту та виберіть дріт або дроти, сукупна площа поперечного перерізу яких дорівнює значенню, розрахованому на кроці 3.
* Зверніть увагу, що розсіювана потужність дуже чутлива до Амперних обертів.Це ефект квадратичного закону.Наприклад, якщо ви подвоїли Ампер-обороти (без збільшення простору обмотки), то розсіювання потужності збільшиться в 4 рази!

Більша кількість витків вимагає товщого дроту (або дротів), а товщий дріт означає більший струм і більшу розсіювану потужність, якщо кількість витків не можна збільшити для компенсації.А більше витків означає більшу котушку та/або кращу фракцію упаковки.

Ця програма розрахунку котушки дозволяє легко експериментувати з усіма цими факторами.
ПРИМІТКИ:

(1) Розміри дроту
Програма передбачає до 4 проводів в котушці.Якщо ви введете діаметр для більш ніж одного дроту, тоді програма припускатиме, що всі дроти будуть змотані разом, як якщо б вони були одним дротом, і що вони з’єднані разом на початку та в кінці намотування.(Тобто дроти електрично паралельні).
(Для 2 проводів це називається біфілярною обмоткою, або для 3 проводів трифільною).

(2) Частка упаковки, яку іноді називають коефіцієнтом заповнення, виражає відсоток простору обмотки, який займає мідний дріт.На нього впливає форма дроту (зазвичай круглий), товщина ізоляції на дроті, товщина зовнішнього шару ізоляції котушки (як правило, електричний папір) і спосіб намотування.Метод намотування може включати змішане намотування (також називається диким намотуванням) і шарове намотування.
Для змішаної котушки частка упаковки зазвичай буде в діапазоні від 55% до 60%.

(3) Потужність котушки, отримана за попередньо заповненими прикладами чисел (див. вище), становить 2,6 кВт.Ця цифра може здатися досить високою, але машина Magnabend розрахована на робочий цикл лише близько 25%.Таким чином, у багатьох відношеннях більш реалістично подумати про середню розсіювану потужність, яка, залежно від того, як використовується машина, становитиме лише чверть цієї цифри, як правило, навіть менше.

Якщо ви розробляєте проект з нуля, то загальна розсіювана потужність є дуже важливим параметром, який слід враховувати;якщо він занадто високий, котушка перегріється і може бути пошкоджена.
Машини Magnabend були розроблені з розсіюваною потужністю близько 2 кВт на метр довжини.При робочому циклі 25% це означає приблизно 500 Вт на метр довжини.

Те, наскільки нагріється магніт, залежить від багатьох факторів на додаток до робочого циклу.По-перше, теплова інерція магніту та будь-якого предмета, з яким він контактує (наприклад, підставки), означає, що самонагрівання буде відносно повільним.Протягом більш тривалого періоду на температуру магніту впливатимуть температура навколишнього середовища, площа поверхні магніту та навіть колір його фарбування!(Наприклад, чорний колір випромінює тепло краще, ніж сріблястий).
Крім того, якщо припустити, що магніт є частиною машини "Magnabend", то заготовки, які згинаються, поглинатимуть тепло, коли вони затиснуті в магніті, і таким чином відводитимуть деяку кількість тепла.У будь-якому випадку магніт повинен бути захищений тепловим розчіплювачем.

(4) Зауважте, що програма дозволяє вводити температуру котушки, і таким чином ви можете бачити її вплив на опір котушки та струм котушки.Оскільки гарячий дріт має вищий опір, це призводить до зменшення струму в котушці та, як наслідок, до зменшення сили намагнічування (Амперообороти).Ефект досить значний.

(5) Програма передбачає, що котушка намотана мідним дротом, який є найбільш практичним типом дроту для магнітної котушки.
Алюмінієвий дріт також є можливістю, але алюміній має вищий питомий опір, ніж мідь (2,65 Ом у порівнянні з 1,72 для міді), що призводить до менш ефективної конструкції.Якщо вам потрібні розрахунки для алюмінієвого дроту, то звертайтеся до мене.

(6) Якщо ви розробляєте котушку для папки з листовим металом "Magnabend" і якщо корпус магніту має досить стандартний розмір поперечного перерізу (скажімо, 100 x 50 мм), то вам, ймовірно, слід прагнути до сили намагнічування (ампер-оборотів) близько Від 3500 до 4000 ампер витків.Цей показник не залежить від фактичної довжини машини.Довші машини потребуватимуть товщого дроту (або більше ниток дроту), щоб досягти того самого значення для AmpereTurns.
Краще було б навіть більше обертів, особливо якщо ви хочете затиснути немагнітні матеріали, як-от алюміній.
Однак для заданого загального розміру магніту та товщини полюсів більше ампер-витків можна отримати лише за рахунок більшого струму, а отже, більшого розсіювання потужності та, як наслідок, збільшення нагрівання в магніті.Це може бути нормально, якщо нижчий робочий цикл прийнятний, інакше потрібен більший простір обмотки для розміщення більшої кількості витків, а це означає більший магніт (або тонші полюси).

(7) Якщо ви розробляєте, скажімо, магнітний патрон, тоді знадобиться значно вищий робочий цикл.(Залежно від застосування, можливо, може знадобитися 100% робочий цикл).У цьому випадку ви б використали тонший дріт і, можливо, розрахували силу намагнічування, скажімо, 1000 витків ампер.

Наведені вище примітки лише для того, щоб дати уявлення про те, що можна зробити за допомогою цієї дуже універсальної програми калькулятора котушок.

Стандартні калібри дроту:

Історично розміри дроту вимірювалися в одній із двох систем:
Стандартний калібр дроту (SWG) або американський калібр дроту (AWG)
На жаль, калібрувальні числа для цих двох стандартів не зовсім збігаються, і це призвело до плутанини.
Зараз найкраще ігнорувати ці старі стандарти і просто звертатися до дроту за його діаметром у міліметрах.

Ось таблиця розмірів, яка включатиме будь-який провід, який, імовірно, знадобиться для магнітної котушки.