MAGNABEND - CIIRKUITA FUNKCIO
La dosierujo de lado Magnabend estas desegnita kiel DC-krampa elektromagneto.
La plej simpla cirkvito postulata por movi la elektromagnetan bobenon konsistas nur el ŝaltilo kaj pontrektifilo:
Figuro 1: Minimuma Cirkvito:
Oni devas rimarki, ke la ON/OFF-ŝaltilo estas konektita ĉe la AC-flanko de la cirkvito.Tio permesas al la indukta volvaĵfluo cirkuli tra la diodoj en la pontrektifilo post malŝalto ĝis la fluo kadukiĝas eksponente al nul.
(La diodoj en la ponto funkcias kiel "flu-reen" diodoj).
Por pli sekura kaj pli oportuna operacio estas dezirinde havi cirkviton, kiu provizas 2-manan interblokon kaj ankaŭ 2-etapan krampon.La 2-mana interbloko helpas certigi, ke fingroj ne povas esti kaptitaj sub la krampo kaj la surscenigita krampo donas pli mildan komencon kaj ankaŭ permesas al unu mano teni aferojn ĝis la antaŭ-krampo estas aktivigita.
Figuro 2: Cirkvito kun Interblokado kaj 2-etapa Krampo:
Kiam la START-butono estas premita, malgranda tensio estas liverita al la magneta bobeno per la AC-kondensilo, tiel produktante malpezan fiksan efikon.Tiu reaktiva metodo de limigado de la fluo al la bobeno implikas neniun signifan potencdisipadon en la limiga aparato (la kondensilo).
Plena krampo estas akirita kiam kaj la ŝaltilo de Bending Beam-funkciigita kaj la START-butono estas funkciigitaj kune.
Tipe la START-butono estus puŝita unue (per la maldekstra mano) kaj tiam la tenilo de la fleksebla trabo estus tirita per la alia mano.Plena krampo ne okazos krom se estas iu interkovro en la funkciado de la 2 ŝaltiloj.Tamen post kiam plena krampo estas establita, ne necesas daŭre teni la START-butonon.
Resta magnetismo
Malgranda sed signifa problemo kun la Magnabend-maŝino, kiel kun la plej multaj elektro-magnetoj, estas la problemo de resta magnetismo.Ĉi tio estas la malgranda kvanto de magnetismo kiu restas post kiam la magneto estas malŝaltita.Ĝi igas la kramp-stangojn resti malforte fiksitaj al la magnetkorpo tiel malfaciligante forigon de la laborpeco.
Uzo de magnete mola fero estas unu el multaj eblaj aliroj por venki resta magnetismo.
Tamen ĉi tiu materialo estas malfacile akirebla en akciaj grandecoj kaj ankaŭ ĝi estas fizike mola, kio signifas, ke ĝi estus facile difektita en fleksmaŝino.
La inkludo de nemagneta interspaco en la magneta cirkvito estas eble la plej simpla maniero redukti resta magnetismo.Ĉi tiu metodo estas efika kaj estas sufiĉe facile atingi en fabrikita magnetkorpo - nur enkorpigu pecon el kartono aŭ aluminio proksimume 0.2mm dika inter diru la antaŭa poluso kaj la kernpeco antaŭ bolti la magnetpartojn kune.La ĉefa malavantaĝo de tiu metodo estas ke la nemagneta interspaco reduktas la fluon disponeblan por plena krampo.Ankaŭ ne estas rekte korpigi la interspacon en unupeca magnetkorpo kiel uzite por la E-speca magnetdezajno.
Inversa biaskampo, produktita per helpvolvaĵo, ankaŭ estas efika metodo.Sed ĝi implikas nepravigeblan ekstran kompleksecon en la fabrikado de la bobeno kaj ankaŭ en la kontrolcirkulado, kvankam ĝi estis uzita nelonge en frua Magnabend-dezajno.
Kadukiĝa oscilado ("sonado") estas koncipe tre bona metodo por malmagnetigado.
Tiuj osciloskopfotoj prezentas la tension (supra spuro) kaj fluon (malsupra spuro) en Magnabend-bobeno kun taŭga kondensilo ligita trans ĝi por igi ĝin mem oscili.(La AC-provizo estis malŝaltita proksimume en la mezo de la bildo).
La unua bildo estas por malfermita magneta cirkvito, tio estas sen krampo sur la magneto.La dua bildo estas por fermita magneta cirkvito, tio estas kun plenlonga krampo sur la magneto.
En la unua bildo la tensio elmontras kadukan osciladon (sonado) kaj ankaŭ la kurento (pli malalta spuro), sed en la dua bildo la tensio ne oscilas kaj la kurento eĉ tute ne sukcesas inversiĝi.Tio signifas ke ekzistus neniu oscilado de la magneta fluo kaj tial neniu nuligo de resta magnetismo.
La problemo estas, ke la magneto estas tro forte malseketigita, ĉefe pro kirlofluaj perdoj en la ŝtalo, kaj tiel bedaŭrinde ĉi tiu metodo ne funkcias por la Magnabend.
Malvola oscilado estas ankoraŭ alia ideo.Se la magneto estas tro malseketigita por mem-oscili tiam ĝi povus esti devigita oscili per aktivaj cirkvitoj liverantaj energion laŭbezone.Tio ankaŭ estis plene esplorita por la Magnabend.Ĝia ĉefa malavantaĝo estas, ke ĝi implikas tro komplikan cirkuladon.
Inversa-pulsa malmagnetigado estas la metodo kiu pruvis plej kostefika por la Magnabend.La detaloj de ĉi tiu dezajno reprezentas originalan laboron faritan de Magnetic Engineering Pty Ltd. Detala diskuto sekvas:
INVERSA-PULSA DEMAGNETIZADO
La esenco de ĉi tiu ideo estas stoki energion en kondensilo kaj poste liberigi ĝin en la bobenon tuj post kiam la magneto estas malŝaltita.La poluseco devas esti tia ke la kondensilo induktos inversan kurenton en la bobeno.La kvanto de energio stokita en la kondensilo povas esti adaptita por esti ĵus sufiĉa por nuligi la restan magnetismon.(Tro da energio povus troigi ĝin kaj remagnetigi la magneton en la kontraŭa direkto).
Plia avantaĝo de la invers-pulsa metodo estas ke ĝi produktas tre rapidan malmagnetigon kaj preskaŭ tujan liberigon de la krampostango de la magneto.Ĉi tio estas ĉar ne necesas atendi ke la bobenfluo kadukiĝos al nulo antaŭ ligado de la inversa pulso.Sur apliko de la pulso la bobenfluo estas devigita al nul (kaj tiam en reverson) tre multe pli rapide ol ĝia normala eksponenta kadukiĝo estintus.
Figuro 3: Baza Reversa-Pulsa Cirkvito
Nun, normale, meti ŝaltilkontakton inter la rektifilo kaj la magnetvolvaĵo "ludas kun fajro".
Ĉi tio estas ĉar indukta kurento ne povas esti subite interrompita.Se ĝi estas tiam la ŝaltilkontaktoj arkos kaj la ŝaltilo estos difektita aŭ eĉ tute detruita.(La mekanika ekvivalento estus provi subite haltigi inerciradon).
Tiel, kia ajn cirkvito estas elpensita ĝi devas disponigi efikan padon por la bobenfluo ĉiam, inkluzive de la malmultaj milisekundoj dum ŝaltilkontakto ŝanĝiĝas.
Ĉi-supra cirkvito, kiu konsistas el nur 2 kondensiloj kaj 2 diodoj (krom relajsa kontakto), atingas la funkciojn de ŝargi la Stokan kondensilon al negativa tensio (rilate al la referenca flanko de la bobeno) kaj ankaŭ disponigas alternativan vojon por bobeno. kurento dum la relajsa kontakto estas sur la flugo.
Kiel ĝi funkcias:
Larĝe D1 kaj C2 funkcias kiel ŝargpumpilo por C1 dum D2 estas krampodiodo kiu tenas punkton B de iĝi pozitiva.
Dum la magneto estas ON la relajsa kontakto estos konektita al sia "normale malfermita" (NE) terminalo kaj la magneto faros sian normalan laboron de krampo lado.La ŝargpumpilo ŝargos C1 al pinta negativa tensio egala en grandeco al la pinta bobentensio.La tensio sur C1 pliiĝos eksponente sed ĝi estos plene ŝargita ene de ĉirkaŭ 1/2 sekundo.
Ĝi tiam restas en tiu stato ĝis la maŝino estas malŝaltita.
Tuj post malŝalto la relajso tenas por mallonga tempo.Dum tiu tempo la tre indukta bobenfluo daŭros recirkuli tra la diodoj en la pontrektifilo.Nun, post prokrasto de ĉirkaŭ 30 milisekundoj la relajsa kontakto komencos disiĝi.La bobenfluo jam ne povas iri tra la rektifildiodoj sed anstataŭe trovas padon tra C1, D1, kaj C2.La direkto de ĉi tiu fluo estas tia, ke ĝi plu pliigos la negativan ŝargon sur C1 kaj ĝi komencos ŝargi ankaŭ C2.
La valoro de C2 devas esti sufiĉe granda por kontroli la indicon de tensioaltiĝo trans la malferma relajskontakto por certigi ke arko ne formiĝas.Valoro de proksimume 5 mikro-faradoj per ampero de bobenfluo estas adekvata por tipa relajso.
Figuro 4 malsupre montras detalojn de la ondoformoj kiuj okazas dum la unua duono de sekundo post malŝalto.La tensiodeklivirejo kiu estas kontrolita fare de C2 estas klare videbla sur la ruĝa spuro en la mezo de la figuro, ĝi estas etikedita "Stafetkontakto sur la muŝo".(La reala transflugo tempo povas esti deduktita de tiu spuro; ĝi estas proksimume 1.5 ms).
Tuj kiam la relajsarmaturo alteriĝas sur sian NC-terminalon la negative ŝargita stokadkondensilo estas ligita al la magnetbobeno.Tio ne tuj inversigas la bobenfluon sed la fluo nun kuras "supren" kaj tiel ĝi estas rapide devigita tra nul kaj al negativa pinto kiu okazas proksimume 80 ms post la ligo de la stoka kondensilo.(Vidu figuron 5).La negativa fluo induktos negativan fluon en la magneto kiu nuligos la restan magnetismon kaj la krampo kaj laborpeco estos rapide liberigitaj.
Figuro 4: Vastigitaj Ondoformoj
Figuro 5: Tensio kaj Nunaj Ondoformoj sur Magneta Bobeno
Figuro 5 supre prezentas la tensio- kaj nunajn ondformojn sur la magnetvolvaĵo dum la antaŭ-krampa fazo, la plena kramfazo, kaj la malmagnetiga fazo.
Oni opinias, ke la simpleco kaj efikeco de ĉi tiu malmagnetiga cirkvito devus signifi ke ĝi trovos aplikon en aliaj elektromagnetoj kiuj bezonas malmagnetigon.Eĉ se resta magnetismo ne estas problemo ĉi tiu cirkvito ankoraŭ povus esti tre utila por ŝanĝi la bobenfluon al nulo tre rapide kaj tial doni rapidan liberigon.
Praktika Magnabend Cirkvito:
La cirkvitkonceptoj diskutitaj supre povas esti kombinitaj en plenan cirkviton kun kaj 2-mana interŝlosado kaj inversa pulsmalmagnetigado kiel montrite malsupre (Figuro 6):
Figuro 6: Kombinita Cirkvito
Ĉi tiu cirkvito funkcios sed bedaŭrinde ĝi estas iom nefidinda.
Por akiri fidindan funkciadon kaj pli longan ŝaltilon, necesas aldoni kelkajn kromajn komponentojn al la baza cirkvito kiel montrite sube (Figuro 7):
Figuro 7: Kombinita Cirkvito kun Rafinadoj
SW1:
Ĉi tio estas 2-polusa izola ŝaltilo.Ĝi estas aldonita por komforto kaj por plenumi elektrajn normojn.Ankaŭ estas dezirinde, ke ĉi tiu ŝaltilo enkorpigu neonan indikilon por montri la ON/OFF-statuson de la cirkvito.
D3 kaj C4:
Sen D3 la kroĉado de la relajso estas nefidinda kaj dependas iom de la fazo de la ĉefkonduktila ondformo en la tempo de funkciado de la fleksa traboŝaltilo.D3 lanĉas prokraston (tipe 30 milisekundoj) en la eliro de la relajso.Ĉi tio venkas la fiksan problemon kaj ankaŭ estas utile havi elprokraston tuj antaŭ la komenco de la malmagnetiga pulso (poste en la ciklo).C4 disponigas AC-kupladon de la relajsocirkvito kiu alie estus duon-onda kurta cirkvito kiam la START-butono estis premita.
TERMO.ŜALTI:
Ĉi tiu ŝaltilo havas sian loĝejon en kontakto kun la magnetkorpo kaj ĝi iros malferma cirkvito se la magneto iĝas tro varma (>70 C).Meti ĝin en serio kun la relajsobobeno signifas ke ĝi nur devas ŝanĝi la malgrandan kurenton tra la relajsoovolvaĵo prefere ol la plena magnetfluo.
R2:
Kiam la START-butono estas premita, la relajso tiras enen kaj tiam estos alkurento kiu ŝargas C3 per la pontrektifilo, C2 kaj diodo D2.Sen R2 ne ekzistus rezisto en ĉi tiu cirkvito kaj la rezulta alta kurento povus difekti la kontaktojn en la START-ŝaltilo.
Ankaŭ, ekzistas alia cirkvitokondiĉo kie R2 disponigas protekton: Se la fleksa traboŝaltilo (SW2) moviĝas de la NO-terminalo (kie ĝi estus portanta la plenan magnetfluon) al la NC-terminalo, tiam ofte arko formus kaj se la START-ŝaltilo daŭre estis tenita ĉe tiu tempo tiam C3 efektive estus fuŝkontaktigita kaj, depende de kiom multe da tensio estis sur C3, tiam tio povus difekti SW2.Tamen denove R2 limigus ĉi tiun kurtcirkvitan fluon al sekura valoro.R2 bezonas nur malaltan rezistvaloron (tipe 2 ohmoj) por disponigi sufiĉan protekton.
Varistoro:
La varistoro, kiu estas konektita inter la AC-terminaloj de la rektifilo, normale faras nenion.Sed se ekzistas ŝpructensio sur la ĉefkonduktilo (pro ekzemple - proksima fulmfrapo ) tiam la varistor sorbos la energion en la ŝpruco kaj malhelpos la tensiopikilon difekti la pontrektifilon.
R1:
Se la START-butono estis premota dum malmagnetiga pulso tiam tio verŝajne kaŭzus arkon ĉe la relajskontakto kiu en victurno praktike fuŝkontaktus C1 (la stokadkondensilo).La kondensilenergio estus forĵetita en la cirkviton konsistantan el C1, la pontrektifilo kaj la arko en la relajso.Sen R1 estas tre malmulte da rezisto en ĉi tiu cirkvito kaj do la fluo estus tre alta kaj sufiĉus por veldi la kontaktojn en la relajso.R1 provizas protekton en ĉi tiu (iom nekutima) eventualaĵo.
Speciala Noto pri Elekto de R1:
Se la eventualaĵo priskribita supre okazas tiam R1 sorbos praktike la tutan energion kiu estis stokita en C1 nekonsiderante la fakta valoro de R1.Ni volas, ke R1 estu granda kompare kun aliaj cirkvitrezistoj sed malgranda kompare kun la rezisto de la Magnabend-bobeno (alie R1 reduktus la efikecon de la malmagnetiga pulso).Valoro de ĉirkaŭ 5 ĝis 10 ohmoj taŭgus sed kian potencon havu R1?Kion ni vere bezonas specifi estas la pulspotenco, aŭ energia takso de la rezistilo.Sed ĉi tiu karakterizaĵo ne estas kutime specifita por potencaj rezistiloj.Malaltvaloraj potencaj rezistiloj estas kutime drataj bobenitaj kaj ni determinis, ke la kritika faktoro serĉenda en ĉi tiu rezistilo estas la kvanto de reala drato uzata en ĝia konstruo.Vi devas malfermi specimenan rezistilon kaj mezuri la mezurilon kaj la longecon de drato uzata.El tio kalkulu la totalan volumon de la drato kaj tiam elektu rezistilon kun almenaŭ 20 mm3 da drato.
(Ekzemple 6.8 omo/11-vata rezistilo de RS Components estis trovita havi dratvolumenon de 24mm3).
Feliĉe ĉi tiuj kromaj komponantoj estas malgrandaj laŭ grandeco kaj kosto kaj tial aldonas nur kelkajn dolarojn al la totala kosto de la Magnabend-elektro.
Estas plia peco da cirkulado, kiu ankoraŭ ne estis diskutita.Ĉi tio venkas relative negravan problemon:
Se la START-butono estas premita kaj ne estas sekvata per tirado de la tenilo (kiu alie donus plenan krampon) tiam la stoka kondensilo ne estos plene ŝargita kaj la malmagnetiga pulso kiu rezultas post liberigo de la START-butono ne plene malmagnetigos la maŝinon. .La krampstango tiam restus fiksita al la maŝino kaj tio estus ĝeno.
La aldono de D4 kaj R3, montrita en blua en Figuro 8 malsupre, nutras taŭgan ondformon en la ŝargan pumpcirkviton por certigi ke C1 estas ŝargita eĉ se plena krampo ne estas aplikata.(La valoro de R3 ne estas kritika - 220 ohmoj/10 vatoj konvenus al plej multaj maŝinoj).
Figuro 8: Cirkvito kun Demagnetize nur post "START":
Por pliaj informoj pri cirkvitaj komponantoj bonvolu raporti al la sekcio de Komponentoj en "Konstruu Vian Propran Magnabend"
Por referencaj celoj la plenaj cirkvitaj diagramoj de 240 Volt AC, E-Type Magnabend-maŝinoj fabrikitaj de Magnetic Engineering Pty Ltd estas montritaj sube.
Notu ke por operacio sur 115 VAC multaj komponentvaloroj devus esti modifitaj.
Magnetic Engineering ĉesis produktadon de Magnabend-maŝinoj en 2003 kiam la komerco estis vendita.
Noto: La ĉi-supra diskuto celis klarigi la ĉefajn principojn de la cirkvito-operacio kaj ne ĉiuj detaloj estis kovritaj.La plenaj cirkvitoj montritaj supre ankaŭ estas inkluzivitaj en la Magnabend-manlibroj, kiuj estas haveblaj aliloke en ĉi tiu retejo.
Estas ankaŭ notinde, ke ni evoluigis plene solidstatajn versiojn de ĉi tiu cirkvito, kiu uzis IGBT-ojn anstataŭ relajso por ŝanĝi la fluon.
La solidsubstanca cirkvito neniam estis uzita en iuj Magnabend-maŝinoj sed estis uzita por specialaj magnetoj kiujn ni fabrikis por produktadlinioj.Tiuj produktsenioj tipe rezultis 5,000 erojn (kiel ekzemple fridujpordo) tage.
Magnetic Engineering ĉesis produktadon de Magnabend-maŝinoj en 2003 kiam la komerco estis vendita.
Bonvolu uzi la ligilon Kontakti Alan en ĉi tiu retejo por serĉi pliajn informojn.