Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Wyszukiwarki naszych partnerów

Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
Europejski lider sprzedaży techniki i elektroniki.
Proszę, dodaj wyjątek elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Z czego wykonać rdzeń elektromagnesu?

Pokrentz 16 Paź 2012 13:23 4164 10
  • #1 16 Paź 2012 13:23
    Pokrentz
    Poziom 21  

    Potrzebowałbym zrobic rdzeń elektromagnesu generującego stałe i mozliwie jednorodne pole magnetyczne rzędu 0,1 T w objętości kilkudziesięciu cm^3. Wyobrażam sobie go jako takie prostokątne "U" ze stali, stojące na stole, na dolną belkę tego "U" nawijam cewkę, przez końce ramion pionowych przepuszczam nabiegunniki o regulowanym rozstawie. Wszystko o rozmiarach klasy "desktop", czyli ok. 30 cm (przekrój rdzenia w okolicach 20 cm^2). Pole ma być stałe, regulowane prądem przez cewkę. Czyli żadne prądy wirowe ani straty w rdzeniu nie wchodza w grę. Pole będę mierzył hallotronem.
    I teraz mam pytanie - czy ma znaczenie, z jakiego materiału wykonam rdzeń? Czy musi to być stal miękka, bezwęglowa, czy jakaś dowolna, konstrukcyjna, byle magnetyczna, się nada?
    Bo już od jakiegoś czasu wydzwaniam po hurtowniach i sklepach ze stalą i mam spore problemy ze znalezieniem stali elektrotechnicznej w postaci innej niz blacha nakrzemiona do robienia rdzeni transformatorów i maszyn. Już nie wspominając o detalu...
    Owszem, wygodnie byłoby miec stal miękką (mała pętla histerezy skutkująca małym błędem pola przy przestrajaniu go prądem bez hallotronu), ale gdzie taka kupić w postaci prętów i belek?

    Gotowy elektromagnes tego typu za Wielką Wodą kosztuje kilka tys. dolców...

    0 10
  • #2 16 Paź 2012 14:00
    CosteC
    Poziom 26  

    Myślę że z tanich rzeczy blacha na rdzenie transformatorów jest idealna. Ferryty raczej odpadają ze względu na cenę i gabaryty.

    0.1T możesz zrobić bardzo ładne cewką powietrzną.
    Cena gotowego jest zależna mocno od wymaganej jednorodności pola. Jakiej ty potrzebujesz?

    Ogólnie użyłbym nabiegunników w kształcie C,

    Kod: c
    Zaloguj się, aby zobaczyć kod


    Pole będzie "ładniejsze". Pytanie brzmi i tak jaka ma być jednorodność pola...

    0
  • #3 16 Paź 2012 14:59
    Pokrentz
    Poziom 21  

    O,właśnie, takie "C" byłoby w sam raz, ale fajnie byłoby miec mozliwośc regulacji odległości nabiegunników od siebie (regulacja wielkości szczeliny w zakresie 0 - 75 mm).
    Zasadniczo, o jednorodności mowy za bardzo nie było, no, tyle, co między okrągłymi nabiegunnikami o średnicy ok. 40 mm i odległości wzajemnej podobnego rzędu. Czyli raczej niewielka.
    Wykonanie tego z blach kosztowałoby wykrojenie laserem iluś tam profili... I byłby problem z regulacja szerokości szczeliny. Nabiegunniki musza i tak być lite. Może da się zrobić.
    Cewka powietrzna odpada, bo musze miec dobry dostęp do pola roboczego od góry i z boków. Ale sobie taka opcję policzę. A nóż - widelec? To byłoby bardzo eleganckie rozwiązanie.

    A czy jakaś stal typu "gwoździowa" St5 nie zadziała w tym zastosowaniu?

    0
  • #4 18 Paź 2012 14:59
    nsvinc
    Poziom 35  

    'Gwozdziowa' stal też się nada, ale tylko z biedą. Ma znacznie gorszą przenikalność magnetyczną...

    Jak stwierdził CosteC, najlepiej wykonać taki rdzeń z krzemówki ('blacha transformatorowa').

    Jeśli elektromagnes będziesz zasilać z napięcia zmiennego (lub przemiennego), to ważne jest, by rdzen nie był lity, tylko przekładaniec (tak jak można to zauważyć w rdzeniach typowych transformatorów EI). To w znaczącym stopniu zmniejszy prądy wirowe w rdzeniu i dzięki temu elektromagnes będzie miał lepszą sprawność a rdzeń będzie się słabiej nagrzewać.

    0
  • #5 18 Paź 2012 17:31
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Cięcie laserowe, kilkudziesięciu kształtek nie jest jedyną możliwością użycia blachy, wystarczy pociąć na prostokąty na "zwykłej" gilotynie i odpowiednio złożyć, zalety niższe koszty cięcia, bardzo małe straty materiału i jeśli będzie to blacha anizotropowa, to możesz ją ustawić zawsze w kierunku największej przenikalności.

    Rozwiązanie takie nie przekreśla możliwości regulacji szczeliny, składanie blach na przemian miało by tu pewne zalety.

    0
  • #7 18 Paź 2012 21:44
    kybernetes
    Poziom 39  

    Przy stałym polu magnetycznym nie ma sensu szukać specjalnych blach, nada się jakikolwiek miękki magnetycznie materiał, m. in. zwykła blacha z miękkiej niskowęglowej stali. Lepiej (ale trudniej) byłoby zrobić rdzeń z litej wyżarzonej miękkiej stali. Zmiany rozstawu nabiegunników można zrealizować poprzez ich rozsuwanie (w tym przypadku np. na końcach pionowych ramion magnetowodu ustawić poprzeczne belki z nabiegunnikami).

    0
  • #8 19 Paź 2012 00:45
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Jest kwestia, na ile równomierne ma być pole - źródłami nierównomierności są:
    1. zmienna odległość nabiegunników - pole w środku obszaru zmienia się mniej, niż na brzegu;
    2. histereza w materiale nabiegunników, tym większa im większą on ma koercję.
    Nie mam tu tablic z danymi materiałów, a nie pamiętam konkretnych wartości koercji.
    Może mieć sens zastosowanie permalloyu na końcach nabiegunników, żeby wyrównać
    nierównomierności pola spowodowane przez koercję w materiale, z którego jest reszta
    (z permalloyu robiono rdzenie transformatorów głośnikowych), ale można też puszczać
    przez cewkę prąd zmienny, żeby spowodować zaniknięcie tych nierównomierności.
    Również błąd wartości pola zależy od koercji (ale permalloyowe końcówki znacząco
    go nie zmniejszą), i też można użyć prądu zmiennego, żeby go znacznie zmniejszyć.
    Gorzej z eliminacją nierównomierności spowodowanych zmianą odległości biegunów.

    0
  • #9 19 Paź 2012 16:55
    Pokrentz
    Poziom 21  

    Dzięki za podpowiedzi, na razie jednorodnośc pola nie musi byc gigantyczna chodzi o badanie układów wielkości nikroskopowych (czyli pod mikroskopem ustawia sie ukłąd , dochodzi do niego igłami na manipulatorach i mierzy sie właściwości elektryczne w zależności od pola. w układzie. przy nabiegunnikach średnicy 40 mm układ mający ułamek milimetra nie poczuje, że pole jest niejednorodne. A nastawnośc nabiegunników jest po to, żeby mozna było to wygodnie dopasować wymiarami do układu mierzącego wraz z elektrodami pomiarowymi.
    Wygląda na to, że jak zastosuję miękką stal "gwoździową", to to może dac dobre efekty.
    Myslałem nad przechodzeniem do innych wartości pola poprzez oscylacyjne rozmagnesowywanie rdzenia przed zaaplikowaniem nowego prądu, ale to komplikuje układ zasilania...
    Składanie całości z blachy trochę nie bardzo ma sens, bo to kupa roboty a ja tam nie będe używał absolutnie pól zmiennych.
    Na razie skłaniam sie do kupienia sztangi ze zwyczajnej stali konstrukcyjnej, mozliwie najmiększej i poskładania rdzenia z niej właśnie.

    0
  • #10 19 Paź 2012 18:03
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Rozmagnesowanie łatwo wykonać, zamiast źródła prądu stałego, podłączasz naładowany kondensator. Czy to duża komplikacja?.

    0
  • #11 19 Paź 2012 22:06
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Oj, oscylacje w układzie LC z elektromagnesu i kondensatora raczej za szybko by zanikały,
    żeby prawidłowo rozmagnesować - kondensator będzie pomocny, ale należałoby do niego
    użyć generatora przebiegu sinusoidalnego (który będzie nakładany na prąd elektromagnesu)
    i powoli zmniejszać amplitudę do zera - inaczej pozostanie namagnesowanie materiału.

    Dla zwykłego żelaza nierównomierność spowodowane przez koercję może być rzędu 1mT
    pola na zewnątrz, dla stali krzemowej od 6 do 30 razy mniej (najmniej przy 4.5% krzemu).
    Najlepszy byłby supermalloy - ma koercję około 1000 razy mniejszą od zwykłego żelaza.

    0
TME logo Szukaj w ofercie
Zamknij 
Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
TME Logo