Главная » Промышленная электроника
Призовой фонд
на октябрь 2017 г.
1. Термометр Relsib WT51
Рэлсиб
2. 1000 руб
PCBWay
3. Регулируемый паяльник 60 Вт
Паяльник
4. 100 руб.
От пользователей

Похожие статьи:


Ограничение тока электромагнита

Данное устройство предназначено для ограничения тока, протекающего через электромагнит постоянного тока. Это связано с тем, что, в отличие от электромагнитов переменного тока, через электромагнит постоянного тока протекает ток, величина которого определяется только активным сопротивлением провода, из которого намотана катушка электромагнита. Как правило вследствие этого мощные электромагниты постоянного тока, без применения специальных мер, рассчитываются на работу в кратковременном режиме и даже при непродолжительной работе в режиме удержания очень сильно греются.

Такая история и приключилась. На одном из швейных предприятий используются прямострочные машинки фирмы JACK. Эта китайская фирма не вызывающая сомнений в своей репутации. Тем не менее используемые в машинках этой фирмы электромагниты очень сильно греются. Дошло до того, что электромагниты просто отключили, а возложенную на них функцию выполняют вручную.Понятно, что при этом падает производительность, да и работу это усложняет. Поэтому решили электромагниты вернут, снабдив их небольшой схемой. Ну это, конечно, не ограничивает применение данной схемы только в швейных машинках. Она может пригодится везде, где используются электромагниты постоянного тока (кто как, а я иногда использую автомобильные электромагниты).

Пару слов про физику работы электромагнита. При подаче напряжения на катушку электромагнита возникает магнитное поле, которое с определенным усилием притягивает магнитный сердечник. Зазор между катушкой и сердечником уменьшается, соответственно для создания заданного усилия уже требуется меньший магнитный поток. Величина создаваемого магнитного потока определяется током, протекающим через катушку. Как правило ток, необходимый для создания усилия при начале срабатывания, и ток, необходимый для удержания сердечника, различаются в несколько раз. Но поскольку у нас электромагнит постоянного тока, то протекающий ток не изменяется и электромагнит развивает излишнее усилие и при этом усиленно греет окружающий воздух.

Разработанная схема включается в разрыв плюсового провода электромагнита (минусовой бывает соединен с корпусом оборудования) и обеспечивает:
- кратковременную подачу на электромагнит полного напряжения, для создания полного усилия для совершения электромагнитом возложенной работы;
- подачу на электромагнит напряжения, достаточного, чтобы создать ток для режима удержания.

Схема реализована на микросхеме NE556, содержащей в себе два таймера NE555.

Первый таймер U1:A формирует задержку при подаче питания, в течение которой запрещена работа второго таймера U1:B и на электромагнит (по схеме заменен лампой L1) подается полное напряжение. По окончании задержки разрешается работа таймера U1:B включенного в режиме генератора и на электромагнит начинает поступать импульсное напряжение. Скважность импульсов определяется потенциометром RV1 и выбирается такой, чтобы обеспечить магнитный поток электромагнита достаточным для удержания сердечника. Работа таймера NE555 многократно описана в интернете, поэтому я не описываю досконально как и на что влияет каждый радиоэлемент. Просто продемонстрирую работу на видео.

Все элементы расположены на печатной плате размером 38*25 мм. Схема не критична к номиналам деталей. Транзисторы можно применять практически любые соответствующей структуры. Естественно полевой транзистор должен быть рассчитан на протекающий ток.

Вместо корпуса вся плата помещена в термоусадочный кембрик.

В кембрике проделано отверстие для регулировки потенциометра.

В архиве к статье приложены файл печатной платы и схема в Proteus.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
U1 Программируемый таймер и осциллятор
NE556
1 Поиск в LCSCВ блокнот
Q1 Биполярный транзистор
2N2222
1 Поиск в LCSCВ блокнот
Q2 MOSFET-транзистор
AUIRF4905
1 Поиск в LCSCВ блокнот
D1 Светодиод
АЛ307А
1 Поиск в LCSCВ блокнот
D2 Выпрямительный диод
FR106
1 Поиск в LCSCВ блокнот
R1 Резистор
100 кОм
1 Поиск в LCSCВ блокнот
R2 Резистор
2 кОм
1 Поиск в LCSCВ блокнот
R3, R6, R7 Резистор
10 кОм
3 Поиск в LCSCВ блокнот
R4, R5 Резистор
1 кОм
2 Поиск в LCSCВ блокнот
R8 Резистор
100 Ом
1 Поиск в LCSCВ блокнот
RV1 Переменный резистор10 кОм1 Поиск в LCSCВ блокнот
C1, C2 Конденсатор100 нФ2 Поиск в LCSCВ блокнот
С3 Конденсатор100 нФ1 Подбирается по требуемому времени задержкиПоиск в LCSCВ блокнот
C4 Электролитический конденсатор100 мкФ1 Поиск в LCSCВ блокнот
C5 Конденсатор1 нФ1 Поиск в LCSCВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: 0 0
Я собрал 0 0
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (14) | Я собрал (0) | Подписаться

0
asd81 #
В авто для втягивающего реле стартера можно применить? Заменив Q2 конечно
Ответить
0
u235 #
А зачем? Втягивающее работает кратковременно и может иметь две обмотки. Одна для втягивания, другая для удержания сердечника.
Ответить
0

[Автор]
sergej_shaggy #
Вот именно - зачем? В автомобиле реле как-раз работает в кратковременном режиме и перегреться не успевает. А если оно у Вас включается и остается включенным постоянно - то это неисправность, которую срочно надо устранять.
Многие из моих знакомых используют автомагниты, ввиду их легкой доступности, для управления всякими заслонками и прочими вещами, которые работают постоянно. И вот там-то автомагниты и греются сильно.
Ответить
0
demo1420 #
Для работы мощного соленоида не нужно применять повышенное напряжение питания, а нужно использовать "ударный" режим. Есть накопительная емкость на которой при помощи умножителя формируется двойное напряжение включенное через диод к основному. В момент подключения на катушку поступает двойное напряжение(считаем что и ток выше) из заряженной емкости. Когда та разряжается остается только основное напряжение питания. Таким образом вы не убиваете соленоид, а даете лишь краткий импульс достаточный для "срыва".
Ответить
+1

[Автор]
sergej_shaggy #
Все правильно. Есть еще схемы, когда "ударный" режим реализуется через кондер большой емкости, а дальнейшее питание идет через резистор. У этих схем общий недостаток - чем мощнее магнит, тем больше емкость конденсатора. Да и умножитель тоже делать надо и там тоже есть свои хитрости. Право человека выбирать вариант решения, хороший инженер этим и цениться, что знает много вариантов и может сделать наилучший выбор.
Ответить
0
KomSoft #
Похожая идея применялась лет 30 назад в магнитофонах Маяк. Для старта подавалось 42в, а для удержания - 10.
Ответить
0
Дмитрий #
Открою страшную тайну. Если питать электромагнит стабильным током, то электромагнит сразу работает в оптимальном режиме. Автоматически формируется повышенное напряжение во время нарастания тока, затем напряжение само снижается до величины, определяемой потерями на омическом сопротивлении. Ток в рабочем режиме постоянный и не зависит от сопротивления ЭМ - усилие постоянно. Естественно, стабилизация тока должна быть импульсная.
Ответить
0

[Автор]
sergej_shaggy #
Ничего не понял в этой "страшной" тайне.
Первое, в реальности тяговое усилие электромагнита зависит от воздушного зазора. Об этом не раз писалось
http://studopedia.net/10_166675_sila-tyagi-elektromagnita-postoyannogo-toka.html и даже лабораторные работы проводят в ВУЗах.
Второе, напряжение на электромагните (а это катушка индуктивности) при его включении в цепь ну никак не сможет превысить питающее напряжение, если не используется специальная схема с умножителем. (Но при выключении может. Именно на этом эффекте кстати работают повышающие преобразователи напряжения и обратноходовые ИИП).
Третье, "ток в рабочем режиме постоянный и не зависит от сопротивления ЭМ - усилие постоянно. Естественно, стабилизация тока должна быть импульсная" - расшифруйте - постоянный или импульсный. А учитывая индуктивный характер катушки электромагнита - получим все-таки постоянный ток. Но это ведь и реализовано в схеме. Да и другие способы "ударного" режима питания электромагнита (пара комментариев выше) так или иначе реализуют постоянный ток.
Ну и вдогонку к "страшной" тайне. Откройте любой справочник по электромагнитным реле и там четко указано: ток срабатывания и ток отпускания, в некоторых даже отдельно есть ток удержания. И даже для герконовых реле эти токи разные. На простых реле эти токи отличаются порой в 3 и более раз. Не вызывает сомнения, что реле - это тоже электромагнит.
Ответить
0
Дмитрий #
Напряжение на обмотке действительно ограничено напряжением питания - его можно увеличить.
Смысл в "страшной тайне" таков: не нужно пытаться специально формировать два режима (втягивание и удержание) - с импульсным стабилизатором тока они сформируются автоматически именно такой длительности, какой нужно. Напряжение питания может значительно превышать номинал - ток не превысит уставку.
Ток в рабочем режиме - почти постоянный, с небольшими пилообразными пульсациями. Напряжение на обмотке - импульсы с коэффициентом заполнения, определяемым в основном, потерями в омическом сопротивлении провода ЭМ. Амплитуда импульсов равна напряжению питания. Но в вашей схеме вы устанавливаете параметры импульсов раз и навсегда, а у меня - автоматически через ООС по току ЭМ.
Учитывая то, что Ваша схема управления ЭМ потребляет импульсный ток от источника питания, рекомендую проверить C4 на соответствие своему месту по току пульсаций.
Проверил на нескольких реле, везде указываются напряжения (а не токи) срабатывания и отпускания, различающиеся в несколько раз.
Прикрепленный файл: 2015-07-09_215948.GIF
Ответить
0

[Автор]
sergej_shaggy #
Параметры РЭС-9: http://katod-anod.ru/rd/res-9
РЭС-22 http://lib.chipdip.ru/248/DOC000248402.pdf
и прочие - везде ток срабатывания и ток отпускания. Хотя да, для постоянного тока напряжение срабатывания и ток срабатывания связаны линейно по закону Ома.
Осциллограмма, которую Вы привели, весьма похожа на осциллограмму для удерживающих электромагнитов, используемых, к примеру, на кранах (кран-балках) для сбора металла. Именно для них характерен участок "размагничивание". Я не спец в таких электромагнитах, но думаю, что там все элементы связаны друг с другом, поэтому и все формируется автоматически. Был бы признателен, если бы Вы выложили именно схему включения. Очень интересно проанализировать схему на возможность работы с электромагнитами разной индуктивности, разным временем срабатывания. Особенно с электромагнитами с электромагнитным демпфером, время срабатывания для которых доходит до 10 секунд. Вот немного информации по электромагнитам в автомобилях http://altay-krylov.ru/ch_klapan_elmagn_privod.html
Отредактирован 10.07.2015 05:35
Ответить
0
Андрей #
Применима ли данная схема для автомобиля с напряжением бортовой сети 24-28 вольт? Если нет, то какие элементы нужно заменить?
Ответить
0

[Автор]
sergej_shaggy #
Диапазон напряжения питания для NE555-556 маловат. Необходимо поставить хотя бы простой параметрический стабилизатор. На фото как-раз представлен блок управления форсункой для системы отопления на автокране (питание 28 Вольт). Реализован на одной NE555 и добавлен стабилизатор на Д814В. Выход также на полевом транзисторе.
Прикрепленный файл: IMG_20151225_094930.jpg
Ответить
0
Андрей #
Спасибо, то что нужно! А нет ли схемы данного блока?
Ответить
0

[Автор]
sergej_shaggy #
Схемы нет, есть печатка. Номиналы проставил. Только проверьте - минус нагрузки и масса должны быть раздельные. В моем случае это было возможно, как у Вас - не знаю. Номиналы деталей подберите сами. С указанными номиналами генерация идет примерно 0,3 - 5 Герц.
Прикрепленный файл: 0001.JPG
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется сила тока?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Набор для сборки - УНЧ 2х60 Вт на TDA7294
Набор для сборки - УНЧ 2х60 Вт на TDA7294
Паяльная станция Hakko 936 Набор начинающего радиолюбителя
вверх