Czy elektromagnesy wykazują silniki z powrotem EMF?

10

Właśnie kupiłem solenoidy do maszyn do pinballu i eksperymentowałem z nimi; Rezystancja prądu stałego wynosi około 30 omów, działają one przy około 30 woltach, a utrzymują przy około 6. Próbowałem je kontrolować za pomocą przekaźników 10A i stwierdziłem, że przekaźnik czasami zatrzasnął się, mimo że mam diody flyback, więc spojrzałem na elektromagnes napięcie z lunetą. Jedna strona elektromagnesu jest podłączona do zasilania dodatniego za pośrednictwem przekaźnika i bezpiecznika PTC; druga strona jest uziemiona. Zakres znajduje się bezpośrednio na cewce.

Wygląda na to, że gdy elektromagnes jest aktywny, napięcie podnosi się do ponad +200 woltów. Nie odwrotne napięcie, które pojawiłoby się po zwolnieniu elektromagnesu bez diody flyback - napięcie przewodzenia. Domyślam się, że cewka skutecznie magnesuje ślimak i że kiedy ślimak porusza się następnie w cewce, generuje z powrotem EMF; ponieważ cewka przecina więcej linii siły, gdy zbliża się do ślimaka, tylny EMF nie ogranicza się do napięcia sterującego, jak w przypadku konwencjonalnego silnika. Czy takie tylne pole elektromagnetyczne oznaczałoby, że prąd elektromagnesu spadałby do zera podczas skoku? Czy takie zachowanie jest typowe dla elektromagnesów?

Jeśli takie zachowanie jest typowe dla elektromagnesów, wydaje się, że cała „użyteczna” energia, z wyjątkiem tego, co może być potrzebne do utrzymania elektromagnesu (w razie potrzeby), byłaby przekazywana zanim prąd spadnie do zera, a można by zmniejszyć zużycie energii ogromnie, obserwując bieżące użycie. Domyślam się, że jeśli czynniki mechaniczne uniemożliwiają szybkie poruszanie się ślimaka, prąd może nie spaść całkowicie do zera, ale obserwowanie, czy pochodna prądu przejdzie dodatnio-ujemnie-dodatnio, powinno nadal zapewniać możliwe do zidentyfikowania „optymalne wyłączenie” punkt. Czy wykorzystują to obwody sterownika elektromagnesu, które to wykorzystują? Z pewnością kontakty na końcu podróży mogą pomóc w zapewnieniu takiego zachowania, ale dodają mechanicznej złożoności. Czy rozwiązania w pełni elektroniczne są praktyczne?

supercat
źródło
Wszystkie cewki i wszystkie urządzenia, które używają cewek, mają tylny EMF. To tylko efekt uboczny posiadania cewki. Ślimak nie musi nawet być namagnesowany, aby to działało.
AndrejaKo,
2
Opisany efekt jest niezwykły, ale potencjalnie ma sens. Nie słyszałem o tym, a szybki gargulec za pośrednictwem stron internetowych nie daje żadnych wskazówek, że jest to akceptowany efekt. Musiałby polegać na tym, że armatura jest przyciągana mocniej niż jest to wymagane, aby wejść w tryb, w którym „ Coast ”, jeśli napęd został usunięty w połowie skoku. Sprawdź uważnie obwód, sprawdź wyniki liczbowe, użyj scopt, aby upewnić się, że nie oszukujesz siebie. Opatentuj :-) :-)
Russell McMahon
1
@AndrejaKo: Pobudzony cewka indukcyjna początkowo spadnie napięcie równe przyłożonemu napięciu, dopóki prąd nie zacznie płynąć w nieskończenie krótkim czasie; Myślę, że można to nazwać EMF. Nieruchome cewki indukcyjne będą jednak miały monotonicznie rosnący prąd, o ile przyłożone napięcie będzie dodatnie. Próba zmniejszenia prądu w takiej cewce spowoduje, że spadek napięcia będzie ujemny. Moje pytanie brzmi, czy jest to typowe dla przodu napięcia na elektromagnes przekroczyć napięcia zasilania i czy to może być wykorzystana, gdy ich kontroli?
supercat
To jest bardzo podobne pytanie do tego , a jego odpowiedź może ci również pomóc.
Cerin
1
@Cerin: Nie zauważyłem niczego w tym pytaniu, odpowiedzi lub linku na blogu, który wspomniałby, czy ruch ślimaka wpływa na zachowanie elektromagnesu, co było szczegółem, który szczególnie mnie interesował. Czy coś mi umknęło? ?
supercat

Odpowiedzi:

4

Podczas ruchu ślimaka może występować niewielki efekt EMF z tyłu. Jednak poważnie wątpię, że to właśnie powoduje wysokie napięcie przy zamykaniu. Mogą występować inne efekty:

  1. Kontakty przekaźnika odbijają się. Oznacza to, że elektromagnes zostanie odłączony wiele razy, nawet podczas ogólnej operacji włączenia. Te krótkie odłączenia, które występują po wytworzeniu się prądu, mogą powodować krótkotrwałe wysokie napięcie.

  2. Dzwonienie. W układzie na całej cewce występuje nieunikniona pojemność. Gdy cewka jest włączona, przypomina to zasilanie obwodu zbiornika. W idealnych warunkach może to spowodować dwukrotne zwiększenie napięcia wejściowego, szczególnie przy odbiciu styków. W praktyce rezystancja prądu stałego elektromagnesu jest zwykle wystarczająca do wystarczającego tłumienia układu, a dominują R i L elektromagnesu.

  3. Naprawdę tam nie ma. Zakres może pokazywać rzeczy, które tak naprawdę nie dzieją się w stanach nieustalonych, a zwłaszcza przy słabym uziemieniu sondy.

Nie wiem, co się właściwie dzieje, poza tym, że jestem dość sceptyczny, że pole elektromagnetyczne naprawdę osiąga wartość 200 V. Nie podobają mi się też, że bezpiecznik PTC jest szeregowo testowany. Spróbuj to skrócić i zobacz, co to robi. Spróbuj także umieścić diodę cofania bezpośrednio w poprzek elektromagnesu, a nie na drugim końcu drutu lub po drugiej stronie bezpiecznika PTC. To powinna być szybka dioda.

Olin Lathrop
źródło
Spodziewałbym się, że odbicie przez kontakt przekaźnikowy spowoduje przesunięcie pola elektromagnetycznego w przód zamiast w tył. Nie myślałem o pojemności powodującej dzwonienie; to wydaje się być konkretną możliwością. Mam diodę 300 V bezpośrednio między zaciskami elektromagnesu, ale prawdopodobnie nie jest to strasznie szybka. Mógłbym zewrzeć bezpiecznik PTC, ale nie sądzę, że miałoby to duży wpływ. Masa celownika jest przymocowana do ujemnego elektrozaworu, a końcówka do dodatniego. Nawet jeśli byłby jakiś efekt „transformatora”, liczba zwojów w cewce powinna być mniejsza niż jeden „obrót” pętli uziemienia.
supercat
Patrzyłem na rzeczy nieco bardziej i wydaje się, że dzwonią w związku z odbiciem kontaktów. Wydaje się to trochę dziwne, że dzwonienie podskoczyłoby znacznie powyżej zapasu niż poniżej i być może ruch ślimaka odegrał pewną rolę, ale nie sądzę, aby jakikolwiek taki efekt wydawałby się wiarygodny. Trzy z czterech cyfr mają styki, które otwierają się, gdy elektromagnes jest aktywny; Chciałbym podejścia, które mogłoby działać jednakowo dla wszystkich czterech cyfr, ale myślę, że moim najlepszym rozwiązaniem jest uzyskanie trzech cyfr z kontaktami, a następnie znalezienie kontaktu dla czwartej.
supercat
0

Nazywa się to przemijającym. Stany przejściowe są spowodowane nagłymi zmianami w polach.

Energia jest magazynowana w polu magnetycznym. Napięcie jest spowodowane zmianą pola magnetycznego w czasie. Po podłączeniu lub odłączeniu obwodu pole zmienia się, powodując napięcie. Ten stan przejściowy można przechowywać w kondensatorze do późniejszego wykorzystania. Przenoszenie żelaza przez przewodnik nie spowoduje wytworzenia elektryczności. Zmieni się pole względem czasu.

Kondensator jest taki sam. Przechowuje energię w polu dielektrycznym. Natężenie prądu to szybkość zmian pola elektrycznego. Im szybsze rozładowanie, tym większy prąd.

Kuragari
źródło
Przenoszenie niemagnesowanego kawałka żelaza przez pole nie wytworzy elektryczności, ale przeniesienie namagnesowanego kawałka żelaza przez pole spowoduje. Gdy solenoid jest zasilany energią, oczekiwałbym, że żelazo zostanie namagnesowane w konsekwencji i że takie namagnesowanie może spowodować, że będzie wytwarzać prąd podczas ruchu, ale nie mam pojęcia, jakie jest rzeczywiste zachowanie. Pod względem koncepcyjnym oczekiwałbym, że ruchomy ślimak wytworzy napięcie przeciwne do przepływu prądu, ale nie mam pojęcia o rzeczywistym zachowaniu.
supercat