MAGNABEND - СҮРБӨНҮН ИШИ
Magnabend sheetmetal папкасы DC кысуучу электромагнит катары иштелип чыккан.
Электр-магниттик катушканы айдоо үчүн талап кылынган эң жөнөкөй схема өчүргүчтөн жана көпүрө түзөткүчтөн гана турат:
1-сүрөт: Минималдуу схема:
Белгилей кетчү нерсе, ON/OFF өчүргүч схеманын AC тарабында туташтырылган.Бул индуктивдүү катушканын токунун ток экспоненциалдык түрдө нөлгө чейин азаймайынча, өчүрүлгөндөн кийин көпүрө түзөткүчтөгү диоддор аркылуу айлануусуна мүмкүндүк берет.
(Көпүрөдөгү диоддор "артка учуучу" диоддордун милдетин аткарып жатышат).
Коопсуз жана ыңгайлуураак иштөө үчүн 2 колдуу блокировканы жана ошондой эле 2 баскычтуу кысууну камсыз кылган схеманын болушу керек.2 колдуу блокировка манжаларды кыскычтын астынан кармап калууга болбостугун камсыз кылууга жардам берет жана баскычтуу кысуу жумшак баштоону камсыз кылат, ошондой эле бир колду алдын ала кысуу иштетилгенге чейин нерселерди кармап турууга мүмкүндүк берет.
2-сүрөт: Блоктоо жана 2-этаптуу кысуу бар схема:
СТАРТ баскычы басылганда, AC конденсатор аркылуу магниттик катушка кичинекей чыңалуу келип, жеңил кысуу эффектин пайда кылат.Катушка токту чектөөнүн бул реактивдүү ыкмасы чектөөчү түзүлүштө (конденсатордо) кубаттуулуктун олуттуу чыгымын талап кылбайт.
Толук кысуу ийилген нур менен башкарылуучу которгуч менен START баскычы чогуу иштетилгенде алынат.
Адатта START баскычы алгач түртүлүп (сол кол менен), андан кийин ийилүүчү устундун туткасы экинчи кол менен тартылат.Толук кысуу 2 өчүргүчтүн иштешинде кандайдыр бир кайталануу болбосо, болбойт.Бирок толук кысуу орнотулгандан кийин СТАРТ баскычын кармап туруу зарыл эмес.
Калдык магнетизм
Magnabend машинасынын кичинекей, бирок маанилүү көйгөйү, көпчүлүк электромагниттиктер сыяктуу эле, калдык магнетизм маселеси.Бул магнит ӨЧҮРҮЛГӨНден кийин кала турган азыраак магнетизм.Бул кысуучу тилкелердин магниттик корпуска алсыз кысылышын шарттайт, андыктан даярдалган бөлүгүн алып салуу кыйындайт.
Магниттик жумшак темирди колдонуу калдык магнетизмди жеңүү үчүн көптөгөн мүмкүн болгон ыкмалардын бири болуп саналат.
Бирок бул материалды запастык өлчөмдө алуу кыйын, ошондой эле физикалык жактан жумшак, демек ал ийилүүчү машинада оңой бузулат.
Магниттик чынжырга магниттик эмес боштукту киргизүү, балким, калдык магнетизмди азайтуунун эң жөнөкөй жолу болуп саналат.Бул ыкма эффективдүү жана жасалма магнит корпусунда жетишүү оңой - магнит бөлүктөрүн бириктирүүдөн мурун алдыңкы уюл менен өзөктүн ортосуна калыңдыгы 0,2 ммдей картон же алюминийди киргизиңиз.Бул ыкманын негизги кемчилиги магниттик эмес ажырым толук кысуу үчүн жеткиликтүү агымды азайтат.Ошондой эле, E-түрү магнит дизайнында колдонулгандай, бир бөлүктөн турган магнит корпусуна боштукту киргизүү түз эмес.
Кошумча катушка тарабынан өндүрүлгөн тескери ийри талаа да эффективдүү ыкма болуп саналат.Бирок ал катушканы өндүрүүдө жана башкаруу схемасында негизсиз кошумча татаалдыкты камтыйт, бирок ал Магнабенддин алгачкы дизайнында кыскача колдонулган.
Чириген термелүү («шыңгыроо») концептуалдык жактан магнитсиздөөнүн абдан жакшы ыкмасы болуп саналат.
Осциллографтын бул сүрөттөрү Magnabend катушкасындагы чыңалууну (жогорку изи) жана токтун (төмөнкү изи) өзүн-өзү термелүүсү үчүн ага туташтырылган ылайыктуу конденсатор менен сүрөттөйт.(Сүрөттүн ортосунда AC камсыздоо болжол менен өчүрүлгөн).
Биринчи сүрөт ачык магниттик чынжыр үчүн, башкача айтканда, магнитте кысгыч жок.Экинчи сүрөт жабык магниттик чынжыр үчүн, башкача айтканда, магнитте толук узундуктагы кысгыч бар.
Биринчи сүрөттө чыңалуу чириген термелүүнү (шынгыроо) жана токтун (төмөнкү изи) көрсөтөт, бирок экинчи сүрөттө чыңалуу термелбейт жана ток такыр тескери кете албайт.Бул магнит агымынын термелүүсү болбойт, демек, калдык магнитизм жокко чыгарылбайт дегенди билдирет.
Маселе магниттин өтө катуу демпациялангандыгында, негизинен болоттон куюлган токтун жоготууларынан улам, тилекке каршы, бул ыкма Magnabend үчүн иштебейт.
Аргасыз термелүү дагы бир идея.Эгерде магнит өзүн-өзү термелүүгө өтө нымдуу болсо, анда ал зарыл болгон энергия менен камсыз кылуучу активдүү схемалар аркылуу термелүүгө аргасыз болушу мүмкүн.Бул дагы Magnabend үчүн кылдат изилденген.Анын негизги кемчилиги - бул өтө татаал схемаларды камтыйт.
Тескери импульсту магнитсиздандыруу Магнабенд үчүн эң үнөмдүү болгон ыкма болуп саналат.Бул долбоордун деталдары Magnetic Engineering Pty Ltd тарабынан аткарылган оригиналдуу ишти чагылдырат. Төмөндө кеңири талкуу болот:
КАЙТАРЫ ПУЛЬСТЫ ДЕМАГНЕТТЕШҮҮ
Бул идеянын маңызы - энергияны конденсатордо сактоо жана магнит өчүрүлгөндөн кийин аны катушкага чыгаруу.Уюлдуулук конденсатор катушкада тескери токту пайда кыла тургандай болушу керек.Конденсатордо сакталган энергиянын көлөмүн калдык магнетизмди жокко чыгаруу үчүн гана ылайыкташтырууга болот.(Өтө көп энергия аны ашыкча кылып, магнитти карама-каршы багытта кайра магниттештириши мүмкүн).
Тескери импульстук ыкманын дагы бир артыкчылыгы - бул өтө тез магнитсизденүүнү жана магниттен кычкылтакты дээрлик заматта бошотот.Себеби, тескери импульсту туташтыруудан мурун катушканын токунун нөлгө чейин чирип кетишин күтүүнүн кереги жок.Импульс колдонулганда катушканын агымы кадимки экспоненциалдык ажыроосуна караганда нөлгө (анан тескериге) аргасыз болот.
3-сүрөт: Негизги тескери импульс схемасы
Азыр, адатта, түзөткүч менен магниттик катушканын ортосунда коммутатор байланышын коюу "от менен ойноо" болуп саналат.
Себеби индуктивдүү ток капыстан үзүлбөйт.Эгерде ал болсо, анда коммутатор контакттары догаланып, өчүргүч бузулат, ал тургай толугу менен жок кылынат.(Механикалык эквивалент бир маховикти күтүлбөгөн жерден токтотууга аракет кылат).
Ошентип, кандай схема иштелип чыкпасын, ал ар дайым, анын ичинде бир нече миллисекунддар үчүн, которгучтун контакты алмашып турганда, токтун эффективдүү жолун камсыз кылышы керек.
Болгону 2 конденсатордон жана 2 диоддон (плюс реле контакты) турган жогорудагы схема Сактагыч конденсаторду терс чыңалууга (катушканын эталондук тарабына салыштырмалуу) заряддоо функцияларына жетет жана ошондой эле катушка үчүн альтернативалуу жолду камсыз кылат. релелик контакт учуп турганда ток.
Бул кантип иштейт:
Жалпысынан D1 жана C2 C1 үчүн заряддык насостун ролун аткарышат, ал эми D2 - бул В чекитинин оң жагына өтүүсүн кармап турган кысуучу диод.
Магнит КҮЙҮП турганда, реле контакты анын "кадимки ачык" (NO) терминалына туташып, магнит баракты кысуу боюнча кадимки ишин аткарат.Заряддоо насосу C1ди эң жогорку чыңалууга барабар чоң терс чыңалууга карай кубаттайт.C1деги чыңалуу экспоненциалдуу түрдө жогорулайт, бирок ал секундасына болжол менен 1/2 ичинде толук заряддалат.
Андан кийин ал машина өчүрүлгөнгө чейин ошол абалда калат.
Өчүрүлгөндөн кийин дароо реле кыска убакытка кармап турат.Бул убакыттын ичинде жогорку индуктивдүү катушканын агымы көпүрө түзөткүчтөгү диоддор аркылуу кайра айланууну улантат.Эми, болжол менен 30 миллисекунддук кечигүүдөн кийин релелик байланыш ажырай баштайт.Катушканын агымы мындан ары түзөткүч диоддор аркылуу өтө албайт, анын ордуна C1, D1 жана C2 аркылуу жол табат.Бул токтун багыты С1деги терс зарядды андан ары көбөйтүп, С2 дагы заряддай баштайт.
C2 мааниси жаа пайда болбошу үчүн ачылыш релесинин контактында чыңалуунун көтөрүлүү ылдамдыгын көзөмөлдөө үчүн жетиштүү чоң болушу керек.Катушка токтун амперине болжол менен 5 микро-фараддын мааниси типтүү реле үчүн адекваттуу.
Төмөндөгү 4-сүрөт ӨЧҮРҮЛГӨНден кийин биринчи жарым секундада пайда болгон толкун формаларынын чоо-жайын көрсөтөт.C2 тарабынан башкарылуучу чыңалуу пандусы фигуранын ортосундагы кызыл сызыкта даана көрүнүп турат, ал "Чымында реле контакты" деп белгиленген.(Чыныгы учуп өтүү убактысын ушул изден чыгарууга болот; ал болжол менен 1,5 мс).
Релелик арматура өзүнүн NC терминалына коноор замат терс заряддуу сактоо конденсатору магниттик катушка кошулат.Бул катушканын агымын дароо өзгөртпөйт, бирок ток азыр "өйдөлүшкө" баратат, ошондуктан ал тез эле нөлгө жана сактоо конденсатору кошулгандан кийин болжол менен 80 мс кийин пайда болуучу терс чокуга мажбурланат.(5-сүрөттү караңыз).Терс агым магнитте терс агымды пайда кылат, ал калдык магнитизмди жокко чыгарат жана кысуучу тилке менен даярдалган тетик тез бошотулат.
4-сүрөт: Кеңейтилген толкун формалары
5-сүрөт: Магниттик катушкадагы чыңалуу жана токтун толкун формалары
Жогорудагы 5-сүрөт магниттик катушкадагы чыңалуу жана токтун толкун формаларын алдын ала кысуу фазасында, толук кысуу фазасында жана магнитсиздандыруу фазасында сүрөттөлөт.
Бул демагнетизациялоо схемасынын жөнөкөйлүгү жана эффективдүүлүгү анын магнитсиздөөнү талап кылган башка электромагниттерде колдонулушун билдирет деп ойлошот.Калдык магнетизм көйгөй болбосо да, бул схема катушканын агымын нөлгө тез алмаштыруу жана тез бошотуу үчүн абдан пайдалуу болушу мүмкүн.
Практикалык Магнабенд схемасы:
Жогоруда талкууланган схема түшүнүктөрүн төмөндө көрсөтүлгөндөй эки колдуу блокировка жана тескери импульсту магнитсиздандыруу менен толук схемага айкалыштырууга болот (6-сүрөт):
6-сүрөт: Комбинацияланган схема
Бул схема иштейт, бирок, тилекке каршы, ал бир аз ишенимсиз.
Ишенимдүү иштөө жана коммутатордун узак иштөө мөөнөтүн алуу үчүн төмөндө көрсөтүлгөндөй негизги схемага кошумча компоненттерди кошуу керек (7-сүрөт):
7-сүрөт: Айкалыштырылган схема
SW1:
Бул 2 уюлдуу изоляциялоочу өчүргүч.Бул ыңгайлуулук үчүн жана электр стандарттарына ылайыктуу үчүн кошулган.Ошондой эле бул которгучка схеманын ON/OFF абалын көрсөтүү үчүн неон индикатор жарыгын камтышы керек.
D3 жана C4:
D3 болбосо, реленин бекитилиши ишенимсиз жана ийилүүчү нурдун өчүргүчүнүн иштөө учурундагы электр толкун формасынын фазасына бир аз көз каранды.D3 реледен түшүүдө кечиктирүүнү (адатта 30 милли секунд) киргизет.Бул бекитүү көйгөйүн жеңет жана магниттен ажыратуучу импульс башталганга чейин (кийинки циклде) токтоп калуу пайдалуу.C4 СТАРТ баскычы басылганда жарым толкундуу кыска туташуу болуп кала турган релелик схеманын AC кошулушун камсыз кылат.
THERM.КОЮУ:
Бул өчүргүчтүн корпусу магнит корпусуна тийип турат жана магнит өтө ысып кетсе (>70 C) ачык чынжырга өтөт.Аны реле катушкасы менен катарга коюу, ал толук магнит агымына эмес, релелик катушка аркылуу кичинекей токту гана которуу керек дегенди билдирет.
R2:
СТАРТ баскычы басылганда реле тартылат жана андан кийин C3 көпүрөнү түзөткүч, C2 жана D2 диоду аркылуу заряддалуучу ылдамдык агымы пайда болот.R2 болбосо, бул чынжырда эч кандай каршылык болбойт жана натыйжада пайда болгон жогорку ток СТАРТ өчүргүчтөгү контакттарга зыян келтириши мүмкүн.
Ошондой эле, R2 коргоону камсыз кылган дагы бир схема шарты бар: Эгерде ийилүүчү нурду өчүргүч (SW2) NO терминалынан (толук магнит агымын алып бара турган жерде) NC терминалына жылса, анда көбүнчө жаа пайда болот жана START которуштуруусу дагы эле ушул убакта кармалып турган, анда C3 иш жүзүндө кыска туташуу болуп калат жана C3те канча чыңалуу болгонуна жараша, бул SW2ге зыян келтириши мүмкүн.Бирок дагы бир жолу R2 бул кыска туташуу агымын коопсуз мааниге чейин чектейт.R2 жетиштүү коргоону камсыз кылуу үчүн төмөн каршылык маанисин (адатта 2 Ом) гана талап кылат.
Варистор:
Түзөткүчтүн AC терминалдарынын ортосунда туташтырылган варистор, адатта, эч нерсе кылбайт.Бирок, эгерде электр тармагында катуу чыңалуу болсо (мисалы, жакын жердеги жарыктан улам) анда варистор толкундагы энергияны өзүнө сиңирип алат жана чыңалуунун көтөрүлүшү көпүрө түзөткүчкө зыян келтирбейт.
R1:
Эгерде СТАРТ баскычы магнитсизденген импульс учурунда басылса, анда бул реле контактында жаага алып келиши мүмкүн, ал өз кезегинде C1 (сактоо конденсатору) иш жүзүндө кыска туташууга алып келет.Конденсатордун энергиясы C1, көпүрө түзөтүүчү жана реледеги жаадан турган чынжырга төгүлөт.R1 болбосо, бул чынжырда өтө аз каршылык бар, ошондуктан ток өтө жогору болмок жана реледеги контакттарды ширетүү үчүн жетиштүү болмок.R1 бул (бир аз адаттан тыш) кырдаалда коргоону камсыз кылат.
R1 тандоосу боюнча өзгөчө эскертүү:
Эгерде жогоруда сүрөттөлгөн жагдай ишке ашса, анда R1 R1дин чыныгы маанисине карабастан, C1де сакталган энергиянын дээрлик баарын өзүнө алат.Биз R1 башка схеманын каршылыктарына салыштырмалуу чоң болушун каалайбыз, бирок Магнабенд катушкасынын каршылыгына салыштырмалуу кичине (антпесе R1 демагнетизациялык импульстун натыйжалуулугун төмөндөтөт).Болжол менен 5-10 Ом мааниси туура келет, бирок R1 кубаттуулугу кандай болушу керек?Биз чындап эле тактообуз керек болгон импульстун күчү же резистордун энергетикалык рейтинги.Бирок бул мүнөздөмө, адатта, күч резисторлор үчүн көрсөтүлгөн эмес.Төмөнкү кубаттуулуктагы резисторлор, адатта, зым менен курчалган жана биз бул резистордо издей турган критикалык фактор анын курулушунда колдонулган зымдын көлөмү экенин аныктадык.Сиз үлгүдөгү резисторду ачып, ченегичти жана колдонулган зымдын узундугун өлчөшүңүз керек.Ушундан зымдын жалпы көлөмүн эсептеп, андан кийин зымы кеминде 20 мм3 болгон резисторду тандаңыз.
(Мисалы, RS Компоненттеринен 6,8 Ом/11 Вт резистордун зымынын көлөмү 24 мм3 экени аныкталган).
Бактыга жараша, бул кошумча компоненттер өлчөмү жана наркы боюнча кичинекей, демек, Magnabend электриктеринин жалпы наркына бир нече долларды гана кошот.
Азырынча талкуулана элек кошумча схемалар бар.Бул салыштырмалуу кичине көйгөйдү жеңет:
Эгерде СТАРТ баскычы басылса жана анын артынан тутканы тартпаса (антпесе бул толук кысууну камсыз кылат), анда сактагыч конденсатор толук заряддалбайт жана СТАРТ баскычын бошоткондо пайда болгон магнитсиздандыруу импульсу машинаны толугу менен магниттен ажыратпайт. .Андан кийин кысгыч машинага жабышып калат жана бул ыңгайсыздык жаратат.
Төмөндөгү 8-сүрөттө көк түстө көрсөтүлгөн D4 жана R3 кошумчасы, толук кысуу колдонулбаса да, C1 зарядын алуу үчүн заряд насосунун чынжырына ылайыктуу толкун формасын берет.(R3 мааниси өтө маанилүү эмес - 220 Ом/10 Вт көпчүлүк машиналарга туура келет).
8-сүрөт: "СТАРТ" дегенден кийин гана магнетизацияланган схема:
Схема компоненттери жөнүндө көбүрөөк маалымат алуу үчүн "Өзүңүздүн Magnabend түзүңүз" бөлүмүндөгү Компоненттер бөлүмүнө кайрылыңыз.
Маалымат үчүн, Magnetic Engineering Pty Ltd тарабынан чыгарылган 240 Volt AC, E-Type Magnabend машиналарынын толук схемалары төмөндө көрсөтүлгөн.
115 VAC менен иштөө үчүн көптөгөн компоненттердин маанилери өзгөртүлүшү керек экенин эске алыңыз.
Magnetic Engineering 2003-жылы бизнес сатылгандан кийин Magnabend машиналарын чыгарууну токтоткон.
Эскертүү: Жогорудагы талкуу схеманын иштөөсүнүн негизги принциптерин түшүндүрүүгө арналган жана бардык деталдар камтылган эмес.Жогоруда көрсөтүлгөн толук схемалар дагы ушул сайттын башка жеринде жеткиликтүү болгон Magnabend колдонмолорунда камтылган.
Белгилей кетчү нерсе, биз бул схеманын толугу менен катуу абалдагы версияларын иштеп чыктык, алар токту которуу үчүн реленин ордуна IGBT колдонушкан.
Катуу абалдагы схема эч качан Magnabend машиналарында колдонулган эмес, бирок биз өндүрүш линиялары үчүн чыгарган атайын магниттер үчүн колдонулган.Бул өндүрүш линиялары, адатта, күнүнө 5000 буюмду (мисалы, муздаткычтын эшигин) чыгарды.
Magnetic Engineering 2003-жылы бизнес сатылгандан кийин Magnabend машиналарын чыгарууну токтоткон.
Көбүрөөк маалымат алуу үчүн бул сайттагы Алан менен байланышуу шилтемесин колдонуңуз.