MAGNABEND SPOELCALCULATOR

Voorgestelde spoelontwerpprocedure:
Voer de afmetingen in voor uw voorgestelde spoel en uw beoogde voedingsspanning.(Bijv. 110, 220, 240, 380, 415 Volt AC)

Stel Draad 2, 3 en 4 in op nul en raad dan een waarde voor de diameter van Draad 1 en noteer hoeveel AmpereTurns het resultaat zijn.

Pas de diameter van Wire1 aan totdat uw beoogde AmpereTurns zijn bereikt, zeg ongeveer 3.500 tot 4.000 AmpereTurns.
Als alternatief kunt u Wire1 instellen op een gewenste grootte en vervolgens Wire2 aanpassen om uw doel te bereiken, of zowel Wire1 als Wire2 instellen op de gewenste grootte en vervolgens Wire3 aanpassen om uw doel te bereiken enz.

Kijk nu naar de Coil Heating (de vermogensdissipatie)*.Als het te hoog is (zeg meer dan 2 kW per meter spoellengte) dan zal AmpereTurns moeten worden verminderd.Als alternatief kunnen er meer windingen aan de spoel worden toegevoegd om de stroom te verminderen.Het programma voegt automatisch meer windingen toe als u de breedte of diepte van de spoel vergroot, of als u de pakkingfractie vergroot.

Raadpleeg ten slotte een tabel met standaard draaddiktes en kies een draad of draden met een gecombineerde dwarsdoorsnede die gelijk is aan de waarde berekend in stap 3.
* Merk op dat vermogensdissipatie erg gevoelig is voor AmpereTurns.Het is een kwadratisch wetseffect.Als u bijvoorbeeld AmpereTurns verdubbelt (zonder de wikkelruimte te vergroten), dan zou de vermogensdissipatie met 4 keer toenemen!

Meer AmpereTurns dicteren dikkere draad (of draden), en dikkere draad betekent meer stroom en hogere vermogensdissipatie, tenzij het aantal windingen kan worden verhoogd om dit te compenseren.En meer windingen betekent een grotere spoel en/of een betere pakkingfractie.

Met dit spoelberekeningsprogramma kunt u eenvoudig experimenteren met al die factoren.
OPMERKINGEN:

(1) Draadmaten
Het programma voorziet in maximaal 4 draden in de spoel.Als u voor meer dan één draad een diameter invoert, gaat het programma ervan uit dat alle draden samen worden gewikkeld alsof het een enkele draad is en dat ze aan het begin en aan het einde van het wikkelen met elkaar worden verbonden.(Dat wil zeggen dat de draden elektrisch parallel lopen).
(Voor 2 draden wordt dit bifilair wikkelen genoemd, of voor 3 draden trifilair wikkelen).

(2) De pakkingfractie, ook wel de vulfactor genoemd, drukt het percentage van de wikkelruimte uit dat wordt ingenomen door de koperdraad.Het wordt beïnvloed door de vorm van de draad (meestal rond), de dikte van de isolatie op de draad, de dikte van de buitenste isolatielaag van de spoel (meestal elektrisch papier) en de wikkelmethode.De wikkelmethode kan wirwarwikkeling (ook wel wildwikkeling genoemd) en laagwikkeling omvatten.
Voor een door een wirwar gewonden spoel zal de pakkingfractie typisch in het bereik van 55% tot 60% liggen.

(3) Het spoelvermogen dat resulteert uit de vooraf ingevulde voorbeeldnummers (zie hierboven) is 2,6 kW.Dit cijfer lijkt misschien vrij hoog, maar een Magnabend-machine is geschikt voor een inschakelduur van slechts ongeveer 25%.In veel opzichten is het dus realistischer om te denken aan de gemiddelde vermogensdissipatie die, afhankelijk van hoe de machine wordt gebruikt, slechts een kwart van dat cijfer zal zijn, meestal zelfs minder.

Als u helemaal opnieuw ontwerpt, is de algehele vermogensdissipatie een zeer belangrijke parameter om te overwegen;als deze te hoog is, raakt de spoel oververhit en kan deze beschadigd raken.
Magnabend-machines zijn ontworpen met een vermogensdissipatie van ongeveer 2 kW per meter lengte.Met een inschakelduur van 25% komt dit neer op ongeveer 500W per meter lengte.

Hoe heet een magneet wordt, hangt naast de inschakelduur van veel factoren af.Ten eerste zorgt de thermische traagheid van de magneet en datgene waarmee deze in contact komt (bijvoorbeeld de standaard) ervoor dat zelfopwarming relatief langzaam zal zijn.Over een langere periode wordt de magneettemperatuur beïnvloed door de omgevingstemperatuur, het oppervlak van de magneet en zelfs door de kleur van de lak!(Zo straalt een zwarte kleur warmte beter uit dan een zilveren kleur).
Bovendien, ervan uitgaande dat de magneet deel uitmaakt van een "Magnabend"-machine, zullen de werkstukken die worden gebogen warmte opnemen terwijl ze in de magneet worden geklemd en dus wat warmte afvoeren.In ieder geval moet de magneet worden beschermd door een thermisch uitschakelapparaat.

(4) Merk op dat u met het programma een temperatuur voor de spoel kunt invoeren, zodat u het effect ervan op de spoelweerstand en de spoelstroom kunt zien.Omdat hete draad een hogere weerstand heeft, resulteert dit in een verminderde spoelstroom en dus ook in een verminderde magnetiseringskracht (AmpereTurns).Het effect is behoorlijk significant.

(5) Het programma gaat ervan uit dat de spoel is gewikkeld met koperdraad, wat het meest praktische type draad is voor een magneetspoel.
Aluminiumdraad is ook een mogelijkheid, maar aluminium heeft een hogere soortelijke weerstand dan koper (2,65 ohm meter tegenover 1,72 voor koper) wat leidt tot een minder efficiënt ontwerp.Als u berekeningen nodig heeft voor aluminiumdraad, neem dan contact met mij op.

(6) Als u een spoel ontwerpt voor een "Magnabend" plaatmetalen vouwer, en als het magneetlichaam een ​​redelijk standaard dwarsdoorsnede heeft (bijvoorbeeld 100 x 50 mm), dan moet u waarschijnlijk streven naar een magnetiserende kracht (AmpereTurns) van ongeveer 3.500 tot 4.000 ampère beurten.Dit cijfer is onafhankelijk van de werkelijke lengte van de machine.Langere machines zullen dikkere draad (of meer draadstrengen) moeten gebruiken om dezelfde waarde voor AmpereTurns te bereiken.
Nog meer ampère-windingen zou beter zijn, zeker als je niet-magnetische materialen zoals aluminium wilt klemmen.
Voor een gegeven totale grootte van de magneet en de dikte van de polen kunnen echter meer ampèrewindingen alleen worden verkregen ten koste van een hogere stroom en dus een hogere vermogensdissipatie en de daaruit voortvloeiende verhoogde verwarming in de magneet.Dat kan in orde zijn als een lagere inschakelduur acceptabel is, anders is er een grotere wikkelruimte nodig om meer windingen op te vangen, en dat betekent een grotere magneet (of dunnere polen).

(7) Als u bijvoorbeeld een magnetische boorkop ontwerpt, is een veel hogere inschakelduur nodig.(Afhankelijk van de toepassing kan een 100% inschakelduur nodig zijn).In dat geval zou je dunnere draad gebruiken en misschien ontwerpen voor een magnetiseringskracht van bijvoorbeeld 1.000 ampère windingen.

De bovenstaande opmerkingen zijn slechts om een ​​idee te geven van wat u kunt doen met dit zeer veelzijdige programma voor het berekenen van spoelen.

Standaard draadmaten:

Historisch gezien werden draadmaten gemeten in een van de volgende twee systemen:
Standaard draaddikte (SWG) of Amerikaanse draaddikte (AWG)
Helaas komen de meternummers voor deze twee normen niet helemaal overeen met elkaar en dit heeft tot verwarring geleid.
Tegenwoordig is het het beste om die oude normen te negeren en gewoon naar de draad te verwijzen met zijn diameter in millimeters.

Hier is een tabel met maten die elke draad omvat die waarschijnlijk nodig is voor een magneetspoel.