Линейный электромагнит короткого действия?

Сообщение №44781 от Carwizard 09 мая 2006 г. 23:02
Тема: Линейный электромагнит короткого действия?

А есть ли, среди многоуважаемого собрания, специалисты в области прикладной магнитной физики?
Случилось так, что понадобился малогабаритный, короткоходный, импульсный, но очень мощный сервопривод, с моментом на валу-толкателе, от 35-40кг в импульсе, при длине перемещения штока, всего 2-3 мм. Нам нужен быстродействующий клапан для гидравлики и пневматики, который открывается на строго дозированную величину времени. Клапана есть, а вот удобного привода для них, пока не нашли.
Обычные электромагниты (селеноиды), с подвижным сердечником из мягкой стали типа Сталь-3, оказались слабоватыми. Вот и возник вопрос, о поиске чего-либо посильнее, но в тех же габаритах.
Как можно построить подобный электромагнит?
Мне так подумалось, что искать нужно в направлении использования постоянных магнитов, например неодимовых (тип N48, N50). Поскольку, система работает очень кратковременно (время импульса 20-40 милисекунд), то есть только одиночными импульсами, с интервалом между ними в 30 - 180 секунд. А раз так, то греться система не будет, точнее не успеет, значит можно применить неодим из обычной низкотемпературной серии до 80 град.
Собственно задача:
1) Ограничен внешний габарит устройства. Внешний диаметр не более 29,7мм, длина «цилиндра» от 40 до 60 мм. Надо «вписать» в эти размеры, импульсную силищу в 40+кг.
2) На ось-толкатель (рабочий шток) селеноида, будет постоянно давить нагрузка в 20-25кг. Это значит, что можно строить устройство, только с задней опорой якоря (подвижного сердечника), так как спереди, будет постоянная нагрузка на шток. Эту нагрузку, и надо преодолевать штоку селеноида.
3) Время срабатывания. Основная задача состоит именно в очень быстром и кратковременном продавливании штока с постоянной нагрузкой в 20-25кг. Значит, селеноид должен иметь усилие превышающее давление нагрузки, причём раза в 2 или 3 большее.
4) Электропитание обмотки. У нас есть микроконтроллерное управление алгоритмом работы нашей системы, туда включён импульсный преобразователь, который заряжает исполнительный конденсатор. Конденсатор 5000 – 10000 мкф, на 63 вольта. Максимальное напряжение 70 вольт. Желательно снижать напряжение и ёмкость конденсатора. Микроконтроллер управляет временем открытия силового полевика, через который и происходит «слив» тока с конденсатора на обмотку селеноида. Временем открытия полевого транзистора (силового ключа на 150 А), мы можем управлять временем срабатывания селеноида, следственно и временем открытия клапана, который будет толкать селеноид.
5) Было бы лучше, если получилась система с двумя обмотками. В таком случае, нам можно управлять фронтальным импульсом открытия клапана, временем открытого состояния и тыловым импульсом закрытия клапана. Это если представить работу клапана на графике. Все величины в миллисекундах.
6) Магнит какого типоразмера и формы, нужно применить в таком селеноиде? Цилиндрической формы, торроидальной, дисковой, пока это не ясно. Из какого ферромагнетика нужно применить полюса в катушке? Ферритовые кольца, или диски? Из чего сделать корпус такого электромагнитного двигателя? Дюраль или мягкая сталь?
7) Можно ли набрать магнитный сердечник, из 3-х, 4-х цилиндриков, или это должен быть цельный магнит?
8) Ну и прочие, сопутствующие вопросы.
Буду рад любым комментариям! Спасибо.


Отклики на это сообщение:

Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100