Форум радиолюбителей

Помогите, пожалуйста, разобраться с электромагнитом (ЭМ). Реализую следующую задумку. На основе мощного электромагнита надо сделать рубилку тонкой проволоки. ЭМ по управляющему сигналу должен срабатывать с частотой 4...5 Гц. Ну, и работать в таком режиме, например, ок часа. Худо-бедно с электроникой помогли, а вот с ЭМ что то не выходит. Через непродолжительное время ЭМ вроде как "слабеет" и усилие на втягивающем сердечнике падает. Проволока перестает стабильно рубиться.... В качестве ЭМ взято втягивающее реле стартера. Включать его пытался по-разному. И одну втягивающую обмотку и, последовательно с удерживающей - но толку мало.... Есть ли решение?

YUJNWER писал(а): ↑

16 ноя 2021, 15:13

Помогите, пожалуйста, разобраться с электромагнитом (ЭМ)

Что то не идет никак.... Переформулирую вопрос. Есть предельные параметры для ЭМ по времени срабатывания. С какой предельной частотой может работать ЭМ, сохраняя свой функционал?

Здравствуйте.
Посмотрите не нагревается ли катушка электромагнита после некоторого времени работы когда сила выталкивания сердечника уменьшается.
Проволока катушки индуктивности при нагреве может увеличить свое сопротивление, что может повлиять на ток в цепи.
Пусть устройство отстоится час, потом подключите в цепь катушки электромагнита амперметр и измерьте ток в момент срабатывания и когда сердечник выведен под силой электромагнитного поля.
Потом пусть устройство поработает до той поры, когда как вы пишете "Проволока перестает стабильно рубиться". Измерьте токи.
Если ток в цепи упал - попробуйте немножко повысить напряжение на электромагните. Следите за нагревом электромагнита, чтобы его не подпалить.
Также причиной вашей проблемы может крыться в схеме управления. Чтобы можно было анализировать нужно знать что и как подключено.

phoenix писал(а): ↑

21 ноя 2021, 01:34

Посмотрите не нагревается ли катушка электромагнита после некоторого времени работы

Безусловно нагревается. При длительной работе я использую паринудительное охлаждение. Но, поверьте, дело не в этом. Точнее не столько в этом... ЭМ "слабеет" за оч. короткое время - секунды.... Поэтому, о данной причине в таком разрезе, говорить вряд ли стоит....

phoenix писал(а): ↑

21 ноя 2021, 01:34

подключите в цепь катушки электромагнита амперметр и измерьте ток в момент срабатывания

Там импульсный ток. В соответствии с расчетом, RC цепь, управляющая включением, установлена примерно, на 0.1 с включения.... Да, если говорить об однократном включении, то вот что получается... Активное сопротивление обмотки ЭМ ок. 1 Ом, питающее напряжение на трансформаторе ок 13 В, после моста ок.17...18 В. Итого получается, что ток близок к 17/1= 17 А.... Есля я не ошибаюсь и, приемлемы мои рассуждения.... Но, как говорил выше, мне хотелось бы, что бы сработка была 3... 5 раз в сек.

Причиной данной проблемы может быть нехватка мощности по питанию.
Измерьте напряжение на вторичной обмотке трансформатора, а также после диодного моста в момент срабатываниям электромагнита.

на трансформаторе ок 13 В, после моста ок.17...18 В

Поскольку напряжение повышается, то значит у вас после диодного моста установлены электролитические конденсаторы.
Попробуйте увеличить их общую емкость, подключив к ним параллельно еще дополнительные конденсаторы.
При таком расчетном токе в цепи, как вы указали, нужна общая емкость 20000 мкФ и больше на напряжение от 25В и выше.
Также убедитесь что габаритной мощности трансформатора достаточно для данной задачи - от 400 Ватт и больше. Катушка вторичной обмотки должна быть намотана достаточно толстым проводом для выдерживание таких больших токов.

phoenix писал(а): ↑

21 ноя 2021, 14:13

Причиной данной проблемы может быть нехватка мощности по питанию.

Да, Вы правы, мощности не хватает

phoenix писал(а): ↑

21 ноя 2021, 14:13

после диодного моста установлены электролитические конденсаторы

Именно так

phoenix писал(а): ↑

21 ноя 2021, 14:13

Попробуйте увеличить их общую емкость, подключив к ним параллельно еще дополнительные конденсаторы

Так и сделал. Было 2200 стало - 4400. Конечно,это много меньше, чем Вы рекомендуете

phoenix писал(а): ↑

21 ноя 2021, 14:13

нужна общая емкость 20000 мкФ и больше

phoenix писал(а): ↑

21 ноя 2021, 14:13

габаритной мощности трансформатора достаточно для данной задачи - от 400 Ватт и больше.

Тут не все хорошо. Единственный, имеющийся в хозяйстве транс ок 200 Вт, вторичка ок. ф=1.5мм. К сожалению, все что на сей момент имеется....

В любом случае, большое спасибо за советы. И все же, хотелось бы понять

YUJNWER писал(а): ↑

20 ноя 2021, 10:09

С какой предельной частотой может работать ЭМ, сохраняя свой функционал?

Ведь наверняка у ЭМ есть физический предел работоспособности по частоте? Может я уже забрался выше него?

Еще можно попробовать модифицировать сам электромагнит, например разобрать его и перемотать катушку добавив ей больше витков, что увеличит сопротивление и возможно при тех же 16-17В даст более хороший результат.
Если найти еще один трансформатор с вторичной обмоткой на 13В, то добавив к нему диодный мост получим выпрямитель, который можно подключить к уже имеющемуся - для увеличения мощности. В таком случае в розетку будут включены два трансформатора, с двумя диодными мостами, которые подключены к набору электролитических конденсаторов.

Ведь наверняка у ЭМ есть физический предел работоспособности по частоте? Может я уже забрался выше него?

Теоретически, такой предел может зависеть от габаритных и магнитных свойств сердечника, прочности возвратной пружины или механизма, а также от силы магнитной индукции, порождаемой катушкой.
Если у трансформатора питания не хватает мощности, то при подключении мощного электромагнита конденсаторы очень быстро отдадут свой заряд, напряжение быстро упадет и это конечно же повлияет и на скорость движения сердечника.

Также попробуйте решить проблему с силой механическим способом - сделать вращаемый вокруг определенной точки рычаг (как в стартере), в котором от электромагнита идет более длинное плечо, а от точки вращения к резцу - короче. Таким способом удастся добавить силы в точке где нужно рубить провод. Но на частоту это не повлияет, тут уже нужно экспериментировать с подаваемой мощностью - чем она больше, тем быстрее будет втягиваться сердечник.
Еще поэкспериментируйте с возвратной пружиной - сделайте возможность регулировки ее усилия, добавив длинный винт или что-то подобное. При работе устройства пробуйте регулировать силу возврата и уже смотрите на результаты.

phoenix писал(а): ↑

23 ноя 2021, 03:39

Еще можно попробовать модифицировать сам электромагнит, например разобрать его и перемотать катушку

На этом ЭМ - практически не решаемо. Там заводская вальцовка. Вот писАл

YUJNWER писал(а): ↑

16 ноя 2021, 15:13

В качестве ЭМ взято втягивающее реле стартера.

phoenix писал(а): ↑

23 ноя 2021, 03:39

перемотать катушку добавив ей больше витков

Пытался идти этим путем.

YUJNWER писал(а): ↑

16 ноя 2021, 15:13

Включать его пытался по-разному. И одну втягивающую обмотку и, последовательно с удерживающей - но толку мало....

Фактически в ЭМ , как известно, есть 2 обмотки: втягивающая и удерживающая. втягивающая - силовая и сделана проводом больше 1мм (на глаз), удерживающая проводом ок. 0.5мм (на глаз). Их я и комбинировал...

phoenix писал(а): ↑

23 ноя 2021, 03:39

Если найти еще один трансформатор с вторичной обмоткой на 13В

Есть такой. Спасибо, не пришло в голову.... На сколько близкими должны быть их вых.напряжения? Надо ли их строго подгонять? У каждого нужен свой фильтр?

phoenix писал(а): ↑

23 ноя 2021, 03:39

Теоретически, такой предел может зависеть от

Я думал, что может из за высокой частоты происходит какое-либо насыщение сердечника, приводящее к сбоям... Индукция не успевает диссипировать... Как то так..... Но это какие то дилетанские догадки-предположения.... Я не специалист....

На сколько близкими должны быть их вых.напряжения? Надо ли их строго подгонять?

В идеале - идентичными. Если есть возможность подогнать, домотать несколько витков с присоединением к уже существующей обмотке, то это хорошо. Обмотки мотать в одну сторону, а подключать так, чтобы конец первой был присоединен к началу второй. Если напряжения на вторичных обмотках будет с разницей в 1-2В, то для начала можно попробовать и так.

У каждого нужен свой фильтр?

Фильтр из конденсаторов будет общий. К вторичным обмоткам подключить по диодному мосту, а потом выходы "+" и "-" этих диодных мостов включить параллельно, а дальше туда подключаем батарею из электролитических конденсаторов.

может из за высокой частоты происходит какое-либо насыщение сердечника, приводящее к сбоям...

Скорее всего там происходят некоторые физические процессы, но у вас очень низкая рабочая частота срабатывания 3-5Гц.

Фактически в ЭМ , как известно, есть 2 обмотки: втягивающая и удерживающая. втягивающая - силовая и сделана проводом больше 1мм (на глаз), удерживающая проводом ок. 0.5мм (на глаз).

Эти обмотки нужно подключить параллельно. Примеры подключения - https://avto-mechanik.ru/kak-rabotaet-v ... -startera/

phoenix писал(а): ↑

23 ноя 2021, 13:17

очень низкая рабочая частота срабатывания 3-5Гц.

А какая частота критична? Вот и пытаюсь это выяснить.... Судя по практическому результату (моему) может это уже много для ЭМ? Кроме электрических процессов присутствует еще и механические...

phoenix писал(а): ↑

23 ноя 2021, 13:17

Эти обмотки нужно подключить параллельно.

Да, спасибо, упустил эту возможность. Надо будет попробовать...