Einschaltdauer des Elektromagneten

Ich habe ein Projekt, bei dem ich einen Elektromagneten verwenden möchte, um einen Gegenstand über einen längeren Zeitraum anzuheben. Ich habe mir einen Magneten wie diesen angesehen:

http://www.ebay.com/itm/110880874455?ssPageName=STRK:MESINDXX:IT&_trksid=p3984.m1436.l2649

Das Problem ist, dass der Verkäufer angibt, dass es nicht länger als 5-10 Minuten am Stück verwendet werden sollte (ohne stark reduzierte Lebensdauer). Ich hätte gerne einen Magneten, der mindestens eine Stunde am Stück bleiben und vielleicht 20 kg heben/halten könnte. Ist das möglich?

Ich dachte, dass man dies möglicherweise tun könnte, indem man einen deutlich größeren Magneten als erforderlich erhält und diesen mit einer niedrigeren Spannung als angegeben versorgt, um ein Durchbrennen zu vermeiden (weniger Strom fließt durch die Spule), aber dies ist nur eine Vermutung von mir Teil.

Der eBay-Link sagt nicht viel über den Elektromagneten aus, aber ich vermute, dass er überhitzen wird - er verbraucht 10 W Strom. Haben Sie den Verkäufer kontaktiert, um zu fragen, ob Sie 1 Stunde warten müssen? Kann es wiederholt für 5 Minuten an und für 5 Minuten aus sein? Könnten Sie also zwei abwechselnd verwenden?
Ich stimme Andy zu - die Erwärmung der Spule ist das Problem. Gibt es eine Möglichkeit, den Gegenstand mit dem Elektromagneten mechanisch zu halten, um ihn zu verriegeln (zu verriegeln) und zu lösen? Schau dir mal Steinheber an. ggrgroup.com/stone-lifters/boulder-stone-scissor-grab
Ich habe nach der Einschaltdauer / Zeit gefragt, die für diesen Artikel eingeschaltet sein könnte: ebay.com/itm/40mm-12V-Holding-Electromagnet-Lift-20kg-Solenoid-/… Die Antwort, die ich bekam, war: „Angemessene Arbeitszeiten sind 5 -10 Minuten, könnte eine Stunde lang funktionieren, aber es wird die Lebensdauer beeinträchtigen und die Temperatur wird hoch sein, kann eine verbrannte Spule sein, schlagen Sie vor, nicht zu lange zu verwenden, danke "
Zwei zu haben könnte ausreichen, ansonsten gibt es (wie erwähnt) immer die Möglichkeit, eine Art Verriegelungsmechanismus zu haben. Dies erhöht jedoch die Build-Komplexität erheblich. Gibt es jemanden, der ähnliches schon mal gemacht hat? Wie ein Elektromagnet zum Einziehen des Objekts, dann vielleicht ein Solenoid (Hub) zum Verriegeln?
Möglicherweise finden Sie auch eine Scherenklemme eine praktikable Option - sie nutzt das Gewicht des Objekts, um beim Anheben eine Klemmkraft aufzubringen. Keine Verriegelung erforderlich. dlhonline.co.uk/…
Dies kann relevant sein - Sie können die Versorgung möglicherweise zurücknehmen, sobald das Objekt angehoben und physisch in Ruhe / stabil ist. Dies kommt von Magnetventilen - Sie benötigen die volle Versorgung zum Umschalten, aber Sie können die Versorgung auf etwa ein Drittel zurücknehmen, sobald das Ventil betätigt wurde.
@Andyaka: Es kann auch erwähnenswert sein, dass bei der Verwendung von PWM zur Steuerung des Stroms in Elektromagneten oder Solenoiden der Solenoid oder Magnet eine PWM-Mindestgeschwindigkeit für einen effizienten Betrieb benötigt. Schalttransistorschaltungen haben oft eine maximale Geschwindigkeit. Man sollte sicherstellen, dass die Transistorschaltung eine Geschwindigkeit effizient aufnehmen kann, die für die Magnetik schnell genug ist, und dann eine solche Geschwindigkeit verwenden.
@Andy: Die Analogie des Magnetventils ist ungültig, da sich der Anker des Magneten in einiger Entfernung von seinem Gegenpolstück befindet und eine höhere Spannung als die zum Halten erforderliche erforderlich ist, um ihn anzuziehen. Im Fall des Halteelektromagneten ist der 12-V-Eingang die Mindestspannung, die zum Halten der Last erforderlich ist, und da der Magnet höchstens 10 Minuten pro Stunde erregt bleiben kann, entspricht dies einem Arbeitszyklus von 17 % für 12 V, was funktioniert bei 5 V mit etwa 100% Einschaltdauer. Da der Magnet so ausgelegt ist, dass er die Last mit 12 V hält, werden 5 V ihn sicherlich nicht schneiden.
@EMFields Ich bin mir nicht sicher, ob ich noch mehr über diese einjährige Frage nachdenken möchte!!
Funktioniert bei mir! :-)

Antworten (3)

Alte Antwort, aber dachte, es könnte anderen helfen Tricks, um einen Solo-Dauerbetrieb zu erreichen (bleiben) und Energie zu reduzieren! (Verwenden Sie einen Widerstand (noch jetzt wird der Widerstand warm (denken Sie an die Kühlung). Erstellen Sie auch den Arbeitszyklus, siehe hier: http://www.electronics-tutorials.ws/io/io_6.html

Es lohnt sich, einige Details von dieser Seite in Bezug auf den Arbeitszyklus aufzunehmen, damit die Antwort nützlich bleibt, wenn der Link jemals stirbt.
Interessante Methode!

Du vermutest richtig.

Sie können einen größeren Elektromagneten verwenden und ihn mit der gleichen Leistung wie einen kleineren Magneten speisen. Sie erhalten einen ähnlichen Auftrieb.

Was die Lebensdauer verkürzt, ist die Temperatur. Ein größerer Elektromagnet hat eine größere Oberfläche und kann mehr Wärme abführen. Wenn es sich also mehr kühlt als ein kleiner Elektromagnet, kann es mehr Leistung aufnehmen, ohne zu überhitzen.

Sie können sich Elektromagnete mit unterschiedlichen Formen (mehr Oberfläche) ansehen oder einen Elektromagneten finden, der an etwas Aluminium geschraubt werden kann, das hilft, Wärme abzuleiten und die Temperatur unter 85 ° C zu halten (das ist eine sichere Temperatur für typische Drahtisolierungstypen).

Die Speisung eines DC-Elektromagneten mit PWM (variabler Arbeitszyklus) kann manchmal eine schlechte Idee sein, weil:

  1. Elektromagnete wie dieser bei Ebay gezeigte sind nicht für Wechselstrom ausgelegt. Massiver Kern erzeugt aufgrund von Wirbelströmen zusätzliche Wärme . Deshalb bestehen Wechselstromtransformatoren und -spulen aus dünnen Blechen statt aus massivem Metall.

  2. Wechselstrom (PWM) kann je nach PWM-Frequenz kleine Wicklungsbewegungen verursachen, die nach langer Zeit schließlich die Isolierung beschädigen können.

Sie können diese beiden Dinge verhindern, indem Sie nach Ihrem PWM-Regler einen Filter hinzufügen (großer Kondensator?).

Da der Magnet höchstens 10 Minuten pro Stunde erregt bleiben kann, entspricht dies einer Einschaltdauer von etwa 17 %.

Angenommen, die Wicklung verbraucht 120 Watt bei 12 Volt darüber, bedeutet dies, dass ihre Wicklung einen Widerstand von 1,2 Ohm hat und der Strom durch sie 10 Ampere beträgt.

Dann darf die Spule für Dauerbetrieb (100 % Einschaltdauer) nicht mehr als 17 % von 120 Watt, also 20,4 Watt, abgeben.

Da P = E²/R, E = sqrt(PR) und für eine Spulenverlustleistung von 20,4 Watt

E = Quadrat (20,4 W * 1,2 R) ~ 4,95 Volt.

Da der Magnet für 20 kg – oder was auch immer – mit 12 Volt ausgelegt ist, gibt es absolut keine Möglichkeit, dass er dieses Gewicht mit nur 5 Volt halten kann.

Die offensichtliche Lösung besteht darin, entweder einen Elektromagneten zu finden, der den erforderlichen Halt bietet und für eine Einschaltdauer von 100 % ausgelegt ist, oder, wie Sie sagen, einen größeren mit einer Einschaltdauer von weniger als 100 % für eine höhere Last zu finden. aber das kann bei einer niedrigeren Spannungsversorgung ewig dauern und gibt Ihnen den Halt, den Sie brauchen.

Einschaltdauer des Elektromagneten
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