MAGNABEND - МУЛОХИЗАҲОИ АСОСИИ ТАРҲИ
Тарҳрезии асосии магнитӣ
Мошини Magnabend ҳамчун магнити пурқуввати DC бо давраи маҳдуди корӣ тарҳрезӣ шудааст.
Мошин аз 3 қисмати асосӣ иборат аст: -
Ҷасади магнитӣ, ки асоси мошинро ташкил медиҳад ва риштаи электромагнитро дар бар мегирад.
Бари тазиқи, ки роҳи ҷараёнҳои магнитиро дар байни қутбҳои пойгоҳи магнитӣ таъмин мекунад ва ба ин васила порчаи коркарди варақро маҳкам мекунад.
Нури хамшавандае, ки ба канори пеши бадани магнит печонида шудааст ва барои ба порчаи кор даровардани қувваи хампечкунӣ василае фароҳам меорад.
Конфигуратсияҳои магнитии бадан
Барои бадани магнит конфигуратсияҳои гуногун имконпазир аст.
Инҳоянд 2, ки ҳарду барои мошинҳои Magnabend истифода шудаанд:
Хатҳои сурхи рахнашуда дар расмҳои боло роҳҳои ҷараёнҳои магнитиро ифода мекунанд.Аҳамият диҳед, ки тарҳи "U-Type" як роҳи флюс (1 ҷуфт қутб) дорад, дар ҳоле ки тарҳи "E-Type" 2 роҳи флюс (2 ҷуфт қутб) дорад.
Муқоисаи конфигуратсияи магнитӣ:
Конфигуратсияи навъи E нисбат ба конфигуратсияи навъи U самараноктар аст.
Барои фаҳмидани он ки чаро ин тавр аст, ду расми зерро баррасӣ кунед.
Дар тарафи чап як буридаи як магнити навъи U ва дар тарафи рост магнити навъи E ҷойгир аст, ки бо якҷоя кардани 2 намуди U-и якхела сохта шудааст.Агар ҳар як конфигуратсияи магнитӣ бо гардишҳои якхелаи ампер ҳаракат карда шавад, он гоҳ ба таври возеҳ магнити дукарата (намуди E) дорои қувваи фишорбаландӣ ду маротиба зиёдтар хоҳад буд.Он инчунин ду маротиба зиёдтар пӯлодро истифода мебарад, аммо барои ғалтаки дигар сим намеояд!(Бо назардошти тарҳи ғалтаки дароз).
(Миқдори ночизи сими иловагӣ танҳо аз он сабаб лозим мешавад, ки 2 ду пои кат дар тарҳи "E" аз ҳам дуртаранд, аммо ин изофӣ дар тарҳи ғалтаки дароз, ба монанди барои Magnabend истифодашаванда ночиз мешавад).
Super Magnabend:
Барои сохтани магнити боз ҳам пурқувваттар консепсияи "E" -ро метавон васеъ кард, ба монанди ин конфигуратсияи дукарата-E:
Модели 3-D:
Дар зер расми 3-D нишон дода шудааст, ки ҷойгиршавии асосии қисмҳоро дар магнити навъи U нишон медиҳад:
Дар ин тарҳ сутунҳои пеш ва пушти порчаҳои алоҳида мебошанд ва бо болтҳо ба порчаи аслӣ часпонида мешаванд.
Гарчанде, ки дар асл, аз як порчаи пӯлод коркарди як корпуси магнитии навъи U имконпазир мебуд, пас насб кардани рагҳо ғайриимкон хоҳад буд ва аз ин рӯ орам бояд дар ҷои худ (дар бадани магнити коркардшуда) печонида шавад. ).
Дар шароити истеҳсолӣ хеле матлуб аст, ки қодир ба печонидани катҳо алоҳида (дар собиқаи махсус) аст.Ҳамин тариқ, тарҳи U-намуди ба таври муассир сохти сохташуда дикта мекунад.
Аз тарафи дигар, тарҳи навъи E ба бадани магнитӣ, ки аз як порчаи пӯлод коркард шудааст, хуб меистад, зеро кати қаблан сохташударо пас аз коркарди бадани магнит ба осонӣ насб кардан мумкин аст.Ҷисми магнитии як порча инчунин ба таври магнитӣ беҳтар кор мекунад, зеро он ҳеҷ гуна холигии сохтмонӣ надорад, ки дар акси ҳол ҷараёни магнитиро (ва аз ин рӯ қувваи фишорро) каме коҳиш медиҳад.
(Аксари Magnabends, ки пас аз соли 1990 сохта шудаанд, тарҳи E-намудро истифода мебурданд).
Интихоби мавод барои сохтмони магнитӣ
Ҷисми магнитӣ ва қубур бояд аз маводи ферромагнитӣ (магнитшаванда) сохта шаванд.Пӯлод то ба ҳол арзонтарин маводи ферромагнитӣ аст ва интихоби равшан аст.Бо вуҷуди ин, пӯлодҳои гуногуни махсус мавҷуданд, ки онҳоро метавон баррасӣ кард.
1) Пӯлоди кремний : Пӯлоди муқовимати баланд, ки одатан дар ламинатсияҳои борик мавҷуд аст ва дар трансформаторҳои AC, магнитҳои AC, реле ва ғайра истифода мешавад. Хусусиятҳои он барои Magnabend, ки магнити доимӣ аст, талаб карда намешавад.
2) Оҳани мулоим: Ин мавод магнитизми пасттари боқимондаро нишон медиҳад, ки барои мошини Magnabend хуб аст, аммо он аз ҷиҳати ҷисмонӣ мулоим аст, ки маънои онро дорад, ки он ба осонӣ канда ва вайрон мешавад;масъалаи магнитизми боқимондаро бо роҳи дигар ҳал кардан беҳтар аст.
3) Оҳани рехташуда: мисли пӯлоди прокат ба осонӣ магнит карда намешавад, аммо онро метавон баррасӣ кард.
4) Намуди аз пӯлоди зангногир 416: Ба мисли пӯлод сахт магнит карда намешавад ва хеле гаронтар аст (аммо метавонад барои сатҳи пӯшиши тунуки муҳофизатӣ дар бадани магнит муфид бошад).
5) Намуди аз пӯлоди зангногир 316: Ин хӯлаи ғайримагнитии пӯлод аст ва аз ин рӯ, тамоман мувофиқ нест (ба истиснои 4 дар боло).
6) Пӯлоди карбон миёна, навъи K1045: Ин мавод барои сохтани магнит (ва дигар қисмҳои мошин) хеле мувофиқ аст.Он дар ҳолати пешниҳодшуда хеле душвор аст ва инчунин мошинҳои хуб дорад.
7) Намуди пӯлоди карбон миёна CS1020: Ин пӯлоди K1045 он қадар сахт нест, аммо он дастрастар аст ва аз ин рӯ метавонад интихоби амалӣтарин барои сохтани мошини Magnabend бошад.
Дар хотир доред, ки хосиятҳои муҳиме, ки талаб карда мешаванд, инҳоянд:
Магнитизатсияи баланд.(Аксари хӯлаҳои пӯлод дар тақрибан 2 Tesla сер мешаванд),
Мавҷудияти андозаи қисмҳои муфид,
Муқовимат ба зарари тасодуфӣ,
Қобилияти коркард ва
Арзиши оқилона.
Пӯлоди карбонии миёна ба ҳамаи ин талаботҳо мувофиқат мекунад.Пӯлоди камкарбонро низ метавон истифода бурд, аммо он ба осеби тасодуфӣ камтар тобовар аст.Инчунин дигар хӯлаҳои махсус вуҷуд доранд, ба монанди супермендур, ки магнитизатсияи баландтар доранд, аммо онҳо набояд аз сабаби арзиши хеле баланд дар муқоиса бо пӯлод ба назар гирифта шаванд.
Аммо пӯлоди карбонии миёна каме магнитизми боқимонда нишон медиҳад, ки барои ташвишовар кофӣ аст.(Ба фасли магнитизми боқимонда нигаред).
The Coil
Гӯша он чизест, ки ҷараёни магнитизатсияро тавассути электромагнит бармеангезад.Қувваи магнитии он танҳо ҳосили шумораи гардишҳо (N) ва ҷараёни ғалтаки (I) мебошад.Ҳамин тариқ:
N = шумораи гардишҳо
I = ҷараён дар печҳо.
Пайдоиши «Н» дар формулаи боло боиси тасаввури нодурусти маъмул мегардад.
Ба таври васеъ тахмин карда мешавад, ки афзоиши шумораи гардишҳо қувваи магнитиро зиёд мекунад, аммо дар маҷмӯъ ин рӯй намедиҳад, зеро гардиши иловагӣ низ ҷараёни ҷараёнро коҳиш медиҳад, I.
Як катеро, ки бо шиддати доимии доимӣ таъмин карда шудааст, баррасӣ кунед.Агар шумораи гардишҳо ду баробар зиёд карда шавад, он гоҳ муқовимати печҳо низ ду баробар зиёд мешавад (дар ғалтаки дароз) ва ҳамин тавр ҷараёни ҷараён ду баробар кам мешавад.Таъсири холис дар NI зиёд нест.
Он чизе, ки НИ-ро воқеан муайян мекунад, муқовимат дар як гардиш аст.Хамин тавр, барои зиёд кардани НИ гафсии симро зиёд кардан лозим аст.Арзиши гардишҳои иловагӣ дар он аст, ки онҳо ҷараёнро кам мекунанд ва аз ин рӯ, паҳншавии қувваи барқро дар катрон кам мекунанд.
Дизайнер бояд дар хотир дошта бошад, ки ченаки сим он чизест, ки воқеан қувваи магнитии чархро муайян мекунад.Ин муҳимтарин параметри тарҳрезии чарх аст.
Маҳсулоти NI аксар вақт ҳамчун "гардишҳои амперӣ" -и кат номида мешавад.
Чанд гардиши ампер лозим аст?
Пӯлод магнитизатсияи тоқатпазирии тақрибан 2 Тесларо нишон медиҳад ва ин маҳдудияти асосиро барои ба даст овардани қувваи фишордиҳӣ муқаррар мекунад.
Аз графики боло мо мебинем, ки қувваи майдон барои ба даст овардани зичии ҷараёни 2 Тесла тақрибан 20,000 ампер гардиш дар як метр аст.
Ҳоло, барои тарҳи маъмулии Magnabend, дарозии роҳи ҷараён дар пӯлод тақрибан 1/5 метрро ташкил медиҳад ва аз ин рӯ, барои тавлиди сершавӣ (20,000/5) AT лозим аст, яъне тақрибан 4,000 AT.
Хуб мебуд, ки гардишҳои амперӣ аз ин зиёд дошта бошанд, то ки магнитизатсияи қаноатбахш ҳатто ҳангоми ворид кардани холигии ғайримагнитӣ (яъне қисмҳои коркарди ранга) ба занҷири магнитӣ нигоҳ дошта шавад.Бо вуҷуди ин, гардиши амперии изофӣ танҳо бо хароҷоти назаррас дар сарфи қувваи барқ ё арзиши сими мис ё ҳарду ба даст оварда мешавад.Бинобар ин, созиш лозим аст.
Тарҳҳои маъмулии Magnabend дорои як кате мебошанд, ки гардиши 3,800 амперро ба вуҷуд меорад.
Дар хотир доред, ки ин рақам аз дарозии мошин вобаста нест.Агар як тарҳи магнитӣ дар як қатор дарозии мошинҳо татбиқ карда шавад, он дикта мекунад, ки мошинҳои дарозтар гардиши камтари сими ғафс доранд.Онҳо ҷараёни бештари умумиро ҷалб хоҳанд кард, аммо ҳосили якхелаи ампер x гардишҳо доранд ва қувваи фишори якхела (ва ҳамон тақсими нерӯ) барои як воҳиди дарозӣ доранд.
Сикли вазифавӣ
Консепсияи давраи вазифа як ҷанбаи хеле муҳими тарҳрезии электромагнит мебошад.Агар тарроҳӣ давраи бештари кориро назар ба зарурат пешбинӣ кунад, он беҳтарин нест.Давраи бештари вазифаҳо табиатан маънои онро дорад, ки бештари сими мис лозим мешавад (бо арзиши баландтар) ва/ё қувваи фишори камтар мавҷуд аст.
Эзоҳ: Магнити сикли баландтари вазифаҳо камтар сарфи қувваи барқро дорад, ки маънои онро дорад, ки он нерӯи камтарро сарф мекунад ва аз ин рӯ кор кардан арзонтар мешавад.Аммо, азбаски магнит танҳо дар муддати кӯтоҳ фурӯзон аст, пас арзиши энергияи амалиёт одатан аҳамияти хеле кам ҳисобида мешавад.Ҳамин тариқ, бархӯрди тарроҳӣ он аст, ки ба қадри имкон сарфи қувваи барқро дар робита ба аз ҳад зиёд гарм накардани печҳои печҳо халос кунед.(Ин равиш барои аксари тарҳҳои электромагнитӣ маъмул аст).
Magnabend барои сикли номиналии тақрибан 25% тарҳрезӣ шудааст.
Одатан барои як каҷ кардан ҳамагӣ 2 ё 3 сония вақт лозим аст.Пас аз он, магнит барои 8 то 10 сонияи дигар хомӯш мешавад, вақте ки порчаи кор ба ҷои дигар ҷойгир карда мешавад ва барои гардиши навбатӣ омода аст.Агар аз 25% давраи кор гузашта бошад, дар ниҳоят магнит аз ҳад зиёд гарм мешавад ва изофабори гармӣ аз кор мебарояд.Магнит зарар намебинад, аммо пеш аз истифодаи дубора онро тақрибан 30 дақиқа сард кардан лозим аст.
Таҷрибаи корӣ бо мошинҳо дар саҳро нишон дод, ки давраи кори 25% барои корбарони маъмулӣ комилан мувофиқ аст.Дарвоқеъ, баъзе корбарон версияҳои ихтиёрии пурқуввати мошинро дархост кардаанд, ки аз ҳисоби сикли камтари вазифа қувваи бештари фишорро доранд.
Масоҳати салиб-сессияи coil
Майдони салиб барои ғалтаки мавҷуда миқдори ниҳоии сими мисиро, ки ба он васл кардан мумкин аст, муайян мекунад. Майдони мавҷуда набояд аз меъёр зиёд бошад, ки бо гардишҳои амперӣ ва сарфи нерӯ мувофиқ аст.Таъмини фазои бештар барои ришта ногузир андозаи магнитро зиёд мекунад ва боиси дарозии роҳи ҷараён дар пӯлод мегардад (ки ҷараёни умумии ҷараёнро кам мекунад).
Худи ҳамин далел маънои онро дорад, ки ҳар як фазои печ дар тарҳрезӣ пешбинӣ шудааст, он бояд ҳамеша бо сими мис пур бошад.Агар он пур набошад, ин маънои онро дорад, ки геометрияи магнит метавонист беҳтар бошад.
Қувваи пахшкунии Magnabend:
Графикаи дар поён овардашуда бо ченакҳои таҷрибавӣ ба даст оварда шудааст, аммо он бо ҳисобҳои назариявӣ хеле мувофиқ аст.
Қувваи фишорро метавон аз рӯи ин формула ҳисоб кард:
F = қувва дар Нютон
B = зичии ҷараёнҳои магнитӣ дар Теслас
A = майдони сутунҳо дар м2
µ0 = доимии гузариши магнитӣ, (4π x 10-7)
Барои мисол, мо қувваи фишорро барои зичии ҷараёни 2 Tesla ҳисоб мекунем:
Ҳамин тариқ, F = ½ (2) 2 A/µ0
Барои қувваи майдони воҳид (фишор) мо метавонем "А" -ро дар формула партоем.
Ҳамин тариқ Фишор = 2/μ0 = 2/(4π x 10-7) Н/м2.
Ин ба 1.590.000 Н/м2 мерасад.
Барои табдил додани он ба килограмм қувва онро ба g (9,81) тақсим кардан мумкин аст.
Ҳамин тариқ: Фишор = 162,080 кг/м2 = 16,2 кг/см2.
Ин бо қувваи ченшуда барои холигии сифр, ки дар графики боло нишон дода шудааст, хеле мувофиқ аст.
Ин рақамро бо роҳи зарб задани он ба майдони қутби мошин ба осонӣ ба қувваи умумии фишор барои мошини додашуда табдил додан мумкин аст.Барои модели 1250E майдони қутб 125(1,4+3,0+1,5) =735 см2 аст.
Ҳамин тариқ, қувваи умумӣ, фосилаи сифрӣ (735 x 16,2) = 11,900 кг ё 11,9 тонна хоҳад буд;тақрибан 9,5 тонна ба як метр дарозии магнит.
Зичии ҷараён ва фишори фишор мустақиман алоқаманданд ва дар зер нишон дода шудаанд:
Қувваи амалии фишор:
Дар амал ин қувваи баланди фишурданӣ танҳо вақте ба амал меояд, ки он лозим набошад (!), яъне ҳангоми хам кардани қисмҳои коркарди тунуки пӯлод.Ҳангоми хам кардани қисмҳои коркарди ранга қувва камтар мешавад, ки дар графики боло нишон дода шудааст ва (каме кунҷкобона), ҳангоми хам кардани қисмҳои пӯлоди ғафс низ камтар аст.Ин аз он сабаб аст, ки қувваи фишурдакунандае, ки барои гардиши тез лозим аст, назар ба он ки барои як каҷ радиус лозим аст, хеле баландтар аст.Ҳамин тавр, чӣ ҳодиса рӯй медиҳад, ки ҳангоми хам шудан канори пеши қубур каме баланд мешавад ва ин имкон медиҳад, ки пораи кор радиусро ташкил кунад.
Фосилаи хурди ҳаво, ки ба вуҷуд омадааст, каме талафоти қувваи фишорро ба вуҷуд меорад, аммо қуввае, ки барои ташаккули радиус лозим аст, назар ба қувваи фишори магнитӣ якбора коҳиш ёфтааст.Хамин тавр, вазъияти муътадил ба амал меояд ва клемма рахо намедихад.
Он чизе, ки дар боло тавсиф шудааст, режими хам кардан аст, вақте ки мошин ба ҳадди ғафсии худ наздик аст.Агар як порчаи кори боз ҳам ғафстар кӯшиш карда шавад, он гоҳ, албатта, қуттии қубур бардошта мешавад.
Ин диаграмма аз он шаҳодат медиҳад, ки агар канори бинии қаҳвахона каме радиус карда шавад, на тез, он гоҳ фосилаи ҳаво барои хамкунии ғафс кам мешавад.
Дар ҳақиқат ин аст ва Магнабенди дуруст сохташуда дорои қуттии дорои канори радиус мебошад.(Кори радиусшуда низ нисбат ба канори тез ба осеби тасодуфӣ камтар майл дорад).
Усули канории нокомии хам:
Агар дар қисмати кори хеле ғафс хам кардан кӯшиш карда шавад, он гоҳ мошин онро хам карда наметавонад, зеро қуттии қубур ба таври оддӣ аз худ дур мешавад.(Хушбахтона, ин ба таври драмавӣ рух намедиҳад; қубур танҳо оромона ҳаракат мекунад).
Аммо, агар сарбории хамшавӣ аз иқтидори каҷ кардани магнит каме зиёдтар бошад, пас умуман он чизе рӯй медиҳад, ки хамшавӣ тақрибан 60 дараҷаро идома медиҳад ва пас панел ба ақиб ҳаракат мекунад.Дар ин ҳолати нокомӣ магнит метавонад танҳо ба таври ғайримустақим бо роҳи эҷоди фриксия байни порчаи кор ва кати магнит муқовимат кунад.
Тафовути ғафсӣ байни нокомӣ дар натиҷаи бардоштан ва нокомӣ дар натиҷаи лағжиш умуман чандон зиёд нест.
Нокомии бардоштан аз сабаби он аст, ки порчаи коркӣ канори пеши сутунро ба боло мебардорад.Қувваи фишор дар канори пеши қубур асосан он чизест, ки ба ин муқовимат мекунад.Истиниш дар канори қафо таъсири кам дорад, зеро он ба ҷое, ки қуттии қафо чарх мезанад, наздик аст.Дар асл, он танҳо нисфи қувваи умумии фишор аст, ки ба баландшавӣ муқовимат мекунад.
Аз тарафи дигар, лағжиш бо қувваи умумии исканҷа муқовимат мекунад, аммо танҳо тавассути соиш, аз ин рӯ муқовимати воқеӣ аз коэффисиенти соиш байни қисмҳои кор ва сатҳи магнит вобаста аст.
Барои пӯлоди тоза ва хушк коэффисиенти соиш метавонад то 0,8 баланд бошад, аммо агар молидан мавҷуд бошад, он метавонад то 0,2 кам бошад.Одатан, он ҷое дар байни он хоҳад буд, ки ҳолати канории нокомии хам одатан аз лағжиш вобаста аст, аммо кӯшишҳои зиёд кардани соиш дар сатҳи магнит фоидаовар нестанд.
Иқтидори ғафсӣ:
Барои як бадани магнити навъи E 98 мм васеъ ва 48 мм чуқур ва бо гардиши 3,800 ампер гардиш, иқтидори пурраи дарозии печидан 1,6 мм аст.Ин ғафсӣ ҳам ба варақи пӯлод ва ҳам ба варақи алюминий дахл дорад.Дар варақи алюминий таҷовуз камтар хоҳад буд, аммо барои хам кардани он моменти камтарро талаб мекунад, то ин корро тавре ҷуброн кунад, ки барои ҳарду намуди металл қобилияти шабеҳи ченак дода шавад.
Дар бораи иқтидори каҷкунии зикршуда бояд баъзе огоҳиҳо вуҷуд дошта бошанд: Яке аз муҳимтарин он аст, ки қувваи ҳосили металли варақ метавонад ба таври васеъ фарқ кунад.Иқтидори 1,6 мм ба пӯлоди дорои фишори ҳосилхезии то 250 МПа ва алюминий бо фишори ҳосилнокӣ то 140 МПа дахл дорад.
Иқтидори ғафсӣ дар пӯлоди зангногир тақрибан 1,0 мм аст.Ин иқтидор нисбат ба аксари металлҳои дигар ба таври назаррас камтар аст, зеро пӯлоди зангногир одатан ғайримагнитӣ аст ва аммо дорои фишори баланди ҳосилнокӣ мебошад.
Омили дигар ҳарорати магнит аст.Агар ба магнит иҷозат дода шавад, ки гарм шавад, муқовимати ғалток баландтар мешавад ва ин дар навбати худ боиси он мегардад, ки ҷараён камтар бо гардишҳои ампер пасттар ва қувваи фишорбаландӣ камтар бошад.(Ин таъсир одатан хеле мӯътадил аст ва гумон аст, ки мошинро ба хусусиятҳои он мувофиқат накунад).
Ниҳоят, иқтидори ғафси Magnabends метавонист, агар бахшҳои магнитӣ калонтар карда шаванд.