Determinar el número de vueltas para un solenoide

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Estoy tratando de determinar la cantidad de giros que se requieren en un solenoide para hacer que mueva una armadura hacia adentro. Por lo que entiendo, cuanto mayor es la B, más fuerza puede producir en la armadura.

Para aumentar el BI, sepa que puedo aumentar el número de giros para hacer esto, pero aquí es donde estoy encontrando problemas. Si incremento el número de giros, esto resultará en un aumento de la inductancia (L) y si la inductancia de la bobina aumenta, mi PWM se verá afectada (¿no es así?) porque resistirá los cambios en la corriente cuando aplique la PWM, pero si reduzco L, entonces mi B se ve afectada. Entonces, ¿cómo elijo el mejor número de turnos?

    
pregunta subz

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El aumento de la inductancia afectará al solenoide si lo alimenta con PWM, pero no necesariamente de una mala manera. PWM funciona precisamente porque la inductancia promedia el voltaje aplicado. Durante el tiempo que su interruptor PWM está encendido, la corriente aumenta, pero a una velocidad limitada por la inductancia. Cuando el interruptor PWM está apagado, la corriente disminuye, pero nuevamente a una tasa limitada.

El resultado de esto es que la corriente (y, por lo tanto, el flujo magnético y la fuerza) se aproxima a un valor estable que habría resultado si se hubiera aplicado una fracción de la tensión de alimentación de acuerdo con el ciclo de trabajo de PWM. Por ejemplo, si la tensión de alimentación es de 12 V, y la maneja con un ciclo de trabajo del 60%, la corriente que obtiene es esencialmente la misma que la que obtendría al aplicar una constante \ $ 12V \ cdot 0.6 = 7.2V \ $ a la solenoide.

Aumentar la inductancia mejora este promedio, reduciendo aún más la ondulación en la corriente entre ciclos de PWM, o alternativamente, le permite usar una frecuencia PWM más lenta para la misma ondulación actual.

Aumentar la inductancia también limita la tasa de cambio de la corriente y, por lo tanto, la fuerza. Sin embargo, es bastante difícil hacer que la inductancia sea tan alta que esto se vuelva importante en la mayoría de las aplicaciones. Si todavía no te preocuparas por eso, no empezaría ahora.

El problema más grande con la adición de más giros es generalmente que la resistencia de CC del solenoide también aumenta. Dado que la resistencia convierte la energía eléctrica en calor pero no ayuda a crear fuerza mecánica, menos resistencia significa mayor eficiencia. Sin embargo, más giros le permite generar más flujo con menos corriente. Como las pérdidas resistivas están dadas por \ $ P = I ^ 2 R \ $, reducir la corriente puede reducir las pérdidas resistivas más que reducir la resistencia. Sin embargo, más giros también significa que el EMF inducido por el movimiento del solenoide será más alto, lo que requiere que se pueda suministrar un voltaje más alto para superar ese EMF para acelerar la carga mecánica.

Por lo tanto, te enfrentas a muchas concesiones. Al final, todo se reduce a optimizar los parámetros que son importantes para su aplicación. Agregar más turnos no es bueno o malo, es una compensación. Sugeriría experimentar.

    
respondido por el Phil Frost
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Es la corriente de CC la que es importante para los solenoides y el valor promedio de su PWM es el valor de CC: la inductancia no tiene parte en las corrientes de CC (valor de PWM promedio).

Da tantas vueltas como puedas para caber en el espacio y enróllalas lo más que puedas para obtener el mayor valor de flujo. También deberás considerar el grosor del cable y las capacidades de transporte actuales, no querrás que se queme.

    
respondido por el Andy aka

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