Elektromagnetisches Design

Ich versuche, einen Elektromagneten mit maximaler Stärke zu entwerfen. Ich habe einen Weicheisenkern, der 33 mm rund und 50 mm lang ist. Ich verwende 12 Volt Eingangsspannung und meine Drahtstärke beträgt 18awg. Leider habe ich nicht das richtige Programm, um diese Aufgabe zu erfüllen. Ich fragte mich, ob es jemanden gab, der wusste, wie das helfen könnte. Danke Warren.

electromagnetism optimization

— Labyrinth
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Was bedeutet "maximale Festigkeit" in diesem Fall? Fähigkeit, an einem Ende klebende Metallgegenstände aufzunehmen? Ein U-förmiger Magnet, der das Objekt an beiden Enden berührt, ist beispielsweise stärker. en.wikipedia.org/wiki/…

— Endolith

Dieser Thread erwähnt einige Software-Tools, die zur Optimierung von Elektromagneten verwendet werden: eng-tips.com/viewthread.cfm?qid=137215&page=1

— Endolith

Antworten:

Angenommen, dies ist eine Gleichstromanwendung, wickeln Sie so viele Windungen, wie Sie Platz haben.

Der Grund dafür ist, dass die Magnetisierung das Produkt aus der Anzahl der Windungen und dem Strom durch sie ist. Wenn Sie jedoch die Anzahl der Windungen verdoppeln, während Sie die Drahtstärke konstant halten, verdoppeln Sie den Widerstand und erhalten dadurch die Hälfte des Stroms von Ihrer festen Spannungsquelle. Das aktuelle Produkt der Umdrehungen * ist das gleiche. Was jedoch anders ist, wenn Sie die Anzahl der Windungen verdoppeln, ist, dass die Leistung , die die Spule zieht, die Hälfte beträgt .

Wenn Sie also weiterhin Windungen hinzufügen, ändert sich die Magnetisierung nicht, aber der aufgenommene Strom nimmt ab, und folglich nimmt auch die zum Betrieb der Spule erforderliche Leistung ab.

(Wenn Sie jedoch beabsichtigen, Wechselstrom zu verwenden, auch 50 Hz oder 60 Hz, gilt das obige Argument nicht, da Induktivitätsprobleme nicht berücksichtigt werden.)

— JustJeff
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Können Sie die Gleichungen oder zumindest eine Referenz zeigen?

— Endolith

B ist proportional zu N * I ( en.wikipedia.org/wiki/Solenoid#Quantitative_description ), daher scheint dies richtig zu sein, dass sich die Magnetisierung nicht mit unterschiedlicher Anzahl von Windungen ändert. Wenn also für eine gegebene Kupfermasse der Drahtdurchmesser auf Null geht, bleibt die Magnetisierung konstant, wenn der Strom auf Null geht? Was ist der begrenzende Faktor?

— Endolith

'magneto motive force' ist das magnetische Äquivalent der Spannung und ist proportional zu Strom mal Anzahl der Windungen, mal etwas anderem, was von der Geometrie der Spule abhängt. Die Menge an Fluss, die Sie tatsächlich erhalten, hängt von der magnetischen Reluktanz im Magnetkreis ab.

— JustJeff

@endolith - Überlegen Sie, ob Sie Ihren Draht in Längsrichtung teilen und dann die beiden Hälften in Reihe schalten möchten. die Kupfermasse bleibt konstant; der Widerstand jedes Stücks verdoppelt sich b / c es hat den halben Querschnitt; der Gesamtwiderstand vervierfacht sich, b / c Sie haben zwei dieser 2X Widerstandsstücke in Reihe; Wenn Sie also die doppelte Spannung einschalten, erhalten Sie die Hälfte des Stroms, die gleiche Magnetisierung und die gleiche Leistung. Es ist eine Art charakteristische Impedanz; Sie können denselben Magneten mit mehr Spannung und weniger Strom haben oder umgekehrt.

— JustJeff

Also, verdammt noch mal, ist das, was du sagst ... Nicht ganz die Antwort, nach der ich gesucht habe, es muss einen Punkt der Sättigung geben, an dem die Wicklungen aufhören zu produzieren und anfangen, mehr Geld zu "kosten". Die Stromaufnahme ist nicht wirklich ein Problem, ich schätze, dass es wahrscheinlich etwa 1,5-3 Ampere sein würde. Ich möchte optimieren, um weder Draht noch Geld zu verschwenden.

— Warren

Die Kerndimensionen in einem Denken. Das andere sind die Abmessungen der verfügbaren Form der Spule und die Temperaturgrenze der Spule (Zustand über oder einschließlich Umgebungstemperatur). Mit diesen drei plus dem Drahtdurchmesser und der verfügbaren Gleichspannung und dem verfügbaren Gleichstrom können Sie die maximalen AmperTurns berechnen, die Sie von dieser Spule erhalten können. Mit dem Kern, den Sie haben, beträgt der maximale Spulendurchmesser 66 mm und 50 mm. In diesem Fall beträgt die maximale Windung mit awg 18 ungefähr 530 Windungen (oder ungefähr 32 m Draht), und Sie können 2,5 A anwenden, um 1300 At oder 0,022 Tesla an der Kernspitze zu haben. Und Ihre Spule bleibt bei 35 ° C plus Umgebungstemperatur. Wenn Sie jedoch die Wicklung auf der gleichen Form aber mit awg 28 machen, erhalten Sie ungefähr 1400 At. Eine Frage ist, woher weißt du, dass du ein Stück eines echten "Weicheisens" hast? Hast du ein Bild oder einen Ausschnitt davon?

— GR Tech
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