MAGNABEND - CIRCUIT OPERATING
De Magnabend Blechdopper ass als DC Spannelektromagnet entworf.
Den einfachsten Circuit, deen néideg ass fir d'elektromagnetesch Spule ze fueren, besteet nëmmen aus engem Schalter an engem Bréckgleichrichter:
Figur 1: Minimal Circuit:
Et ass ze bemierken datt den ON / OFF Schalter op der AC Säit vum Circuit ugeschloss ass.Dëst erlaabt den induktiven Spolestroum duerch d'Dioden am Bréckgleichrichter zirkuléieren nom Ausschalten, bis de Stroum exponentiell op Null zerfällt.
(D'Dioden an der Bréck handelen als "Fly-back" Dioden).
Fir méi sécher a méi bequem Operatioun ass et wënschenswäert e Circuit ze hunn, deen eng 2-Hänn Verschlësselung an och 2-Stuf Spannung ubitt.D'2-Hand Verschlësselung hëlleft fir ze garantéieren datt d'Fanger net ënnert der Klemmbar gefaange ginn an d'stage Spannung gëtt e méi mëllen Start an erlaabt och eng Hand d'Saachen op der Plaz ze halen bis d'Pre-Spannung aktivéiert ass.
Figur 2: Circuit mat Interlock an 2-Stuf Spannung:
Wann de START-Knäppchen gedréckt gëtt, gëtt eng kleng Spannung an d'Magnéitspiral iwwer den AC-Kondensator geliwwert, sou datt e liicht Spannungseffekt produzéiert gëtt.Dës reaktiv Method fir de Stroum op d'Spule ze limitéieren beinhalt keng bedeitend Kraaftvergëftung am Begrenzungsapparat (de Kondensator).
Voll Spannung gëtt kritt wann souwuel de Bending Beam-operéierte Schalter an den START-Knäppchen zesumme bedriwwe ginn.
Typesch géif de START-Knäppchen als éischt gedréckt ginn (mat der lénker Hand) an dann de Grëff vum Béiestrahl mat der anerer Hand gezunn.Voll Spannung wäert net geschéien ausser et gëtt e bëssen Iwwerlappung an der Operatioun vun den 2 Schalter.Wéi och ëmmer, wann déi voll Spannung etabléiert ass, ass et net néideg de START Knäppchen ze halen.
Rescht Magnetismus
E klengen awer bedeitende Problem mat der Magnabend Maschinn, wéi mat de meeschte Elektromagneten, ass de Problem vum Reschtmagnetismus.Dëst ass déi kleng Quantitéit u Magnetismus, déi bleift nodeems de Magnéit ausgeschalt ass.Et bewierkt datt d'Clamp-Bars schwaach un de Magnéitkierper ageklemmt bleiwen, sou datt d'Ewechhuele vum Werkstück schwéier ass.
D'Benotzung vu magnetesch mëll Eisen ass eng vu ville méigleche Approche fir de Reschtmagnetismus ze iwwerwannen.
Wéi och ëmmer, dëst Material ass schwéier a Lagergréissten ze kréien an et ass och kierperlech mëll, wat heescht datt et liicht an enger Béimaschinn beschiedegt gëtt.
D'Inklusioun vun engem net-magnetesche Spalt am magnetesche Circuit ass vläicht deen einfachste Wee fir de Reschtmagnetismus ze reduzéieren.Dës Method ass effektiv an ass zimmlech einfach an engem fabrizéierten Magnéitkierper z'erreechen - integréiert just e Stéck Karton oder Aluminium ongeféier 0,2 mm déck tëscht soen dem Frontpol an dem Kärstéck ier Dir d'Magnéitdeeler zesummeschrauwen.Den Haaptnodeel vun dëser Method ass datt den net-magnetesche Spalt de Flux reduzéiert fir voll Spannung.Et ass och net direkt no vir de Spalt an engem Magnéitkierper aus engem Stéck ze integréieren wéi fir den E-Typ Magnéit Design benotzt.
E Reverse Biasfeld, produzéiert vun enger Hëllefsspiral, ass och eng effektiv Method.Awer et beinhalt ongerechteg extra Komplexitéit an der Fabrikatioun vun der Spule an och an der Kontrollkreesser, obwuel et kuerz an engem fréie Magnabend Design benotzt gouf.
Eng zerfallend Schwéngung ("Ringing") ass konzeptuell eng ganz gutt Method fir ze Demagnetiséieren.
Dës Oszilloskopfotoe weisen d'Spannung (Top Spuer) an de Stroum (ënnen Spuer) an enger Magnabend-Spule mat engem passenden Kondensator ugeschloss fir et selwer ze oszilléieren.(D'AC Versuergung gouf ongeféier an der Mëtt vum Bild ausgeschalt).
Dat éischt Bild ass fir en oppene magnetesche Circuit, dat ass ouni Klemmbar um Magnéit.Dat zweet Bild ass fir en zouene magnetesche Circuit, dat ass mat enger voller Längt Klemmbar um Magnéit.
Am éischte Bild weist d'Spannung eng Zerfallszwéngung (Réng) an och de Stroum (ënneschten Spuer), awer am zweete Bild oszilléiert d'Spannung net an de Stroum leeft guer net ëmgedréint.Dëst bedeit datt et keng Schwéngung vum magnetesche Flux wier an dofir keng Annulatioun vum Reschtmagnetismus.
De Problem ass, datt de Magnéit ze staark gedämpft ass, haaptsächlech wéinst Wirbelstroumverloschter am Stol, an domat funktionéiert dës Method leider net fir de Magnabend.
Gezwongen Schwéngung ass nach eng aner Iddi.Wann de Magnéit ze gedämpft ass fir sech selwer ze oszilléieren, da kéint et gezwongen ginn duerch aktive Circuiten ze oszilléieren, déi Energie liwweren wéi néideg.Dëst gouf och fir de Magnabend grëndlech ënnersicht.Säin Haaptnodeel ass datt et ze komplizéiert Circuit betrëfft.
Reverse-Puls-Demagnetiséierung ass d'Method déi am meeschte kosteneffizient fir de Magnabend bewisen ass.D'Detailer vun dësem Design representéieren originell Aarbecht vun Magnetic Engineering Pty Ltd. Eng detailléiert Diskussioun follegt:
REVERSE-PULSE DEMAGNETISERING
D'Essenz vun dëser Iddi ass d'Energie an engem Kondensator ze späicheren an dann an d'Spule ze befreien just nodeems de Magnéit ausgeschalt ass.D'Polaritéit muss esou sinn datt de Kondensator e Réckstroum an der Spule induzéiert.D'Quantitéit un Energie, déi am Kondensator gespäichert ass, kann ugepasst ginn fir just genuch ze sinn fir de Reschtmagnetismus ze annuléieren.(Ze vill Energie kéint et iwwerdréien an de Magnéit an déi entgéintgesate Richtung nei magnetiséieren).
E weidere Virdeel vun der Reverse-Pulsmethod ass datt et ganz séier Demagnetiséierung produzéiert an eng bal direkt Verëffentlechung vun der Clampbar vum Magnéit.Dëst ass well et net néideg ass ze waarden bis de Spulestroum op Null zerfallt ier Dir de Réckpuls verbënnt.Bei der Uwendung vum Puls gëtt de Spulestroum op Null gezwongen (an dann an ëmgedréint) ganz vill méi séier wéi säin normale exponentielle Zerfall wier.
Figur 3: Basis ëmgedréint-Puls Circuit
Elo, normalerweis, e Schaltkontakt tëscht dem Gläichrichter an der Magnéitspiral ze placéieren ass "spillt mam Feier".
Dëst ass well en induktiven Stroum net plötzlech ënnerbrach ka ginn.Wann et dann ass, wäerten d'Schalterkontakter arcéieren an de Schalter gëtt beschiedegt oder souguer komplett zerstéiert.(De mechanesche Equivalent géif probéieren op eemol e Schwéngrad ze stoppen).
Also, egal wéi eng Circuit entworf ass, et muss zu all Moment en effektive Wee fir de Spulestroum ubidden, och fir déi puer Millisekonnen, während e Schalterkontakt ännert.
Deen uewe genannte Circuit, deen aus nëmmen 2 Kondensatoren an 2 Dioden (plus e Relaiskontakt) besteet, erreecht d'Funktioune fir de Späicherkondensator op eng negativ Spannung ze laden (relativ zu der Referenzsäit vun der Spule) a bitt och en alternativen Wee fir d'Spule. aktuell iwwerdeems de Relais Kontakt op der fléien ass.
Wéi et funktionnéiert:
Breet D1 an C2 handelen als Ladungspompel fir C1 wärend D2 eng Klemmdiode ass déi de Punkt B hält fir positiv ze goen.
Wärend de Magnéit ON ass, gëtt de Relaiskontakt mat sengem "normal oppenen" (NO) Terminal verbonnen an de Magnéit mécht seng normal Aarbecht fir Blech ze klemmen.D'Ladepompel wäert C1 op eng Peak negativ Spannung oplueden, déi gläich an der Magnitude mat der Peak Coil Volt ass.D'Spannung op C1 wäert exponentiell eropgoen awer se wäert bannent ongeféier 1/2 eng Sekonn voll gelueden ginn.
Et bleift dann an deem Zoustand bis d'Maschinn OFF ass.
Direkt nom Ausschalten hält de Relais eng kuerz Zäit an.Wärend dëser Zäit wäert den héichinduktiven Spulestroum weider duerch d'Dioden am Bréckgleichrichter recirkuléieren.Elo, no enger Verspéidung vu ronn 30 Millisekonne fänkt de Relaiskontakt un ze trennen.De Spulestroum kann net méi duerch d'Griichterdioden goen, awer fënnt amplaz e Wee duerch C1, D1, an C2.D'Richtung vun dësem Stroum ass sou datt et d'negativ Ladung op C1 weider erhéicht an et fänkt och C2 ze laden.
De Wäert vum C2 muss grouss genuch sinn fir den Taux vun der Spannungserhéijung iwwer den Ëffnungsrelaiskontakt ze kontrolléieren fir sécherzestellen datt e Bogen net formt.E Wäert vu ronn 5 Mikro-Faraden pro Ampère vum Spulestroum ass adäquat fir en typesche Relais.
Figure 4 hei drënner weist Detailer vun de Welleformen déi an der éischter Halschent eng Sekonn nom Ausschalten optrieden.D'Spannungsrampe déi vum C2 kontrolléiert gëtt ass kloer op der rouder Spuer an der Mëtt vun der Figur ze gesinn, et ass mam Label "Relaiskontakt op der Flucht".(Déi tatsächlech Fluchzäit kann aus dëser Spuer ofgeleet ginn; et ass ongeféier 1,5 ms).
Soubal d'Relaisarmatur op sengem NC-Terminal landen ass den negativ geluedenen Späicherkondensator mat der Magnéitspule verbonnen.Dëst dréit de Spulestroum net direkt ëm, mee de Stroum leeft elo "Bierg" an domat gëtt e séier duerch Null gezwongen a Richtung negativen Peak, deen ongeféier 80 ms nom Uschloss vum Späicherkondensator geschitt.(Kuckt Figur 5).Den negativen Stroum induzéieren en negativen Flux am Magnéit, deen de Reschtmagnetismus annuléiert an d'Clampbar an d'Werkstéck ginn séier fräigelooss.
Figur 4: erweidert Waveforms
Figur 5: Spannung an aktuell Waveforms op Magnéit Coil
Figur 5 hei uewen weist d'Spannung an d'Stroumwelleformen op der Magnéitspiral während der Pre-Spannphase, der voller Spannphase an der Demagnetiséierungsphase.
Et gëtt ugeholl datt d'Einfachheet an d'Effektivitéit vun dësem Demagnetiséierungskrees bedeit datt et Applikatioun an aner Elektromagnete fënnt, déi Demagnetiséierung brauchen.Och wann de Reschtmagnetismus kee Problem ass, kéint dëse Circuit nach ëmmer ganz nëtzlech sinn fir de Spulestroum ganz séier op Null ze kommutéieren an doduerch eng séier Verëffentlechung ze ginn.
Praktesch Magnabend Circuit:
D'Schaltkonzepter, déi hei uewe diskutéiert goufen, kënnen an e komplette Circuit kombinéiert ginn mat enger 2-Hand-Verschlossung an ëmgedréint Puls Demagnetiséierung wéi hei ënnendrënner (Figur 6):
Figur 6: kombinéiert Circuit
Dëse Circuit funktionnéiert awer leider ass et e bëssen onzouverlässeg.
Fir zouverlässeg Operatioun a méi laang Schalterliewen ze kréien, ass et néideg e puer extra Komponenten un de Basiskrees ze addéieren wéi hei ënnendrënner (Figur 7):
Figur 7: Kombinéiert Circuit mat Verfeinerungen
SW1:
Dëst ass en 2-Pol Isoléierschalter.Et gëtt fir d'Bequemlechkeet bäigefüügt a fir den elektresche Standarden ze respektéieren.Et ass och wënschenswäert datt dëse Schalter en Neon Indikatorlicht integréiert fir den ON / OFF Status vum Circuit ze weisen.
D3 und C4:
Ouni D3 ass d'Latching vum Relais net zouverlässeg an hänkt e bësse vun der Phaséierung vun der Netzwelleform an der Operatioun vum Béiestrahlschalter of.D3 féiert eng Verspéidung (typesch 30 Milli Sekonnen) am Ausfall vum Relais.Dëst iwwerwannt de Sperrproblem an et ass och gutt fir e Drop-Out Verzögerung just virum Ufank vum Demagnetiséierungspuls (spéider am Zyklus) ze hunn.C4 stellt AC Kopplung vun der Relais Circuit déi soss eng hallef-Wellen kuerz Circuit wier wann de START Knäppchen gedréckt gouf.
THERM.Schalter:
Dëse Schalter huet säi Logement a Kontakt mam Magnéitkierper an et wäert opmaachen, wann de Magnéit ze waarm gëtt (> 70 C).Et a Serie mat der Relaisspole ze setzen heescht datt et nëmmen de klenge Stroum duerch d'Relaisspole muss wiesselen anstatt de vollen Magnéitstroum.
R2:
Wann de START-Knäppchen gedréckt gëtt, zitt de Relais eran an da gëtt et en In-Rush-Stroum, deen C3 iwwer de Bréckgleichrichter, C2 an Diode D2 opluet.Ouni R2 wier et keng Resistenz an dësem Circuit an de doraus resultéierende héije Stroum kéint d'Kontakter am START schalt beschiedegen.
Och gëtt et en anere Circuitbedéngung wou R2 Schutz ubitt: Wann de Béiestrahlschalter (SW2) vum NO-Terminal bewegt (wou et de vollen Magnéitstroum géif droen) op den NC-Terminal, dann entsteet dacks e Bogen a wann de START schalt war nach zu dëser Zäit ofgehalen dann C3 wier effektiv kuerz Circuit an, je wéi vill Volt war op C3, da kéint dëst SW2 Schued.Wéi och ëmmer erëm R2 géif dëse Kuerzschlussstroum op e séchere Wäert limitéieren.R2 brauch nëmmen e nidderegen Resistenzwäert (typesch 2 Ohm) fir genuch Schutz ze bidden.
Varistor:
De Varistor, deen tëscht den AC Klemmen vum Gläichrichter ugeschloss ass, mécht normalerweis näischt.Awer wann et eng Iwwerspannung um Netz ass (wéinst zum Beispill - e nooste Blëtzschlag) da absorbéiert de Varistor d'Energie am Stroum a verhënnert datt d'Spannungsspike de Bréckgleichrichter beschiedegt.
R1:
Wann de START-Knäppche während engem Demagnetiséierungsimpuls gedréckt ginn ass, da géif dëst méiglecherweis e Bogen um Relaiskontakt verursaachen, deen am Tour quasi C1 (de Späicherkondensator) kuerzschlësselt.D'Kondensatorenergie géif an de Circuit gedumpt ginn, deen aus C1 besteet, de Bréckgleichrichter an de Bou am Relais.Ouni R1 gëtt et ganz wéineg Resistenz an dësem Circuit an dofir wier de Stroum ganz héich a wier genuch fir d'Kontakter am Relais ze verschweißen.R1 stellt Schutz an dëser (e bëssen ongewéinlech) Eventualitéit.
Besonnesch Notiz fir d'Auswiel vu R1:
Wann d'Eventualitéit uewen beschriwwen geschitt ass, da wäert R1 quasi all Energie absorbéieren déi am C1 gespäichert gouf onofhängeg vum aktuellen Wäert vun R1.Mir wëllen datt R1 grouss ass am Verglach mat anere Circuitresistenz awer kleng am Verglach mat der Resistenz vun der Magnabend Spule (soss géif R1 d'Effektivitéit vum Demagnetiséierungspuls reduzéieren).E Wäert vu ronn 5 bis 10 Ohm wier gëeegent awer wéi eng Kraaftbewäertung soll R1 hunn?Wat mir wierklech musse spezifizéieren ass d'Pulskraaft, oder d'Energiebewäertung vum Widderstand.Awer dës Charakteristik ass normalerweis net fir Kraaftresistenz spezifizéiert.Niddereg Wäert Kraaftresistenz sinn normalerweis Drot-gewonnen a mir hunn festgestallt datt de kritesche Faktor fir an dësem Widderstand ze sichen ass d'Quantitéit vum aktuellen Drot, deen a senger Konstruktioun benotzt gëtt.Dir musst e Probe Widderstand opmaachen an d'Miessung an d'Längt vum Drot moossen.Aus dësem Berechent de Gesamtvolumen vum Drot a wielt dann e Widderstand mat mindestens 20 mm3 Drot.
(Zum Beispill e 6,8 Ohm / 11 Watt Widderstand vu RS Components gouf fonnt fir en Drotvolumen vun 24mm3 ze hunn).
Glécklecherweis sinn dës extra Komponenten kleng a Gréisst a Käschten an doduerch nëmmen e puer Dollar fir d'Gesamtkäschte vun der Magnabend Elektronik.
Et gëtt en zousätzleche Stéck Circuit deen nach net diskutéiert gouf.Dëst iwwerwannt e relativ klenge Problem:
Wann de START Knäppchen gedréckt ass an net gefollegt gëtt andeems Dir de Grëff zitt (wat soss voll Spannung géif ginn), da gëtt de Späicherkondensator net voll gelueden an den Demagnetiséierungsimpuls, deen op der Verëffentlechung vum START Knäppchen resultéiert, wäert d'Maschinn net voll demagnetiséieren .D'Clampbar bleift dann un d'Maschinn hänke bleiwen an dat wier eng Nout.
D'Zousätzlech vun D4 an R3, an blo gewisen an der Figur 8 ënnendrënner, fidderen eng gëeegent Welleform an der charge Pompel Circuit fir sécherzestellen, datt C1 gelueden gëtt och wann voll clamping net applizéiert ass.(De Wäert vun R3 ass net kritesch - 220 ohms / 10 Watt géif déi meescht Maschinnen Kostüm).
Figur 8: Circuit mat Demagnetise nëmmen nom "START":
Fir méi Informatioun iwwer Circuitkomponenten, kuckt w.e.g. d'Komponente Sektioun an "Build Your Own Magnabend"
Fir Referenzzwecker déi voll Circuit Diagrammer vun 240 Volt AC, E-Typ Magnabend Maschinnen hiergestallt vun Magnetic Engineering Pty Ltd sinn ënnendrënner gewisen.
Bedenkt datt fir Operatioun op 115 VAC vill Komponentwäerter musse geännert ginn.
Magnéitesch Engineering huet d'Produktioun vu Magnabend Maschinnen am Joer 2003 gestoppt wéi d'Geschäft verkaaft gouf.
Notiz: Déi uewe genannte Diskussioun war geduecht fir d'Haaptprinzipien vun der Circuitoperatioun z'erklären an net all Detailer goufen ofgedeckt.Déi voll Circuiten uewen gewisen sinn och an de Magnabend Handbücher abegraff déi soss anzwousch op dësem Site verfügbar sinn.
Et ass och ze bemierken datt mir voll Feststoffversioune vun dësem Circuit entwéckelt hunn, déi IGBTs benotzt hunn amplaz vun engem Relais fir de Stroum ze wiesselen.
De Feststoff Circuit gouf ni an all Magnabend Maschinnen benotzt, awer gouf fir speziell Magnete benotzt, déi mir fir Produktiounslinnen hiergestallt hunn.Dës Produktiounslinnen hunn normalerweis 5.000 Artikelen (wéi eng Frigodier) pro Dag erausgestallt.
Magnéitesch Engineering huet d'Produktioun vu Magnabend Maschinnen am Joer 2003 gestoppt wéi d'Geschäft verkaaft gouf.
Benotzt w.e.g. de Kontakt Alan Link op dësem Site fir méi Informatioun ze sichen.