MAGNABEND - CIRCUIT OERATION
De Magnabend plaatmetaalmap is ûntworpen as in DC-klemelektromagnet.
It ienfâldichste circuit dat nedich is om de elektromagnetyske spoel te riden, bestiet allinich út in skeakel en in brêgerjochter:
Ofbylding 1: Minimal circuit:
It moat opmurken wurde dat de ON / OFF-skeakel is ferbûn oan 'e AC-kant fan it circuit.Hjirmei kin de induktive spoelstroom troch de diodes yn 'e brêge-lykrjochter sirkulearje nei it útskeakeljen oant de stroom eksponinsjoneel ferfalt nei nul.
(De diodes yn 'e brêge fungearje as "fly-back" diodes).
Foar feiliger en handiger operaasje is it winsklik om in sirkwy te hawwen dy't in 2-handed interlock leveret en ek 2-stage clamping.De 2-handed interlock helpt om te soargjen dat fingers net kinne wurde fongen ûnder de clampbar en de opstelde clamping jout in sêftere start en ek lit ien hân te hâlden dingen yn plak oant de pre-clamping is aktivearre.
Ofbylding 2: Circuit mei interlock en 2-stage clamping:
As de START knop wurdt yndrukt in lytse spanning wurdt levere oan de magneet coil fia de AC capacitor sa produsearje in ljocht clamping effekt.Dizze reaktive metoade foar it beheinen fan 'e aktuele oan' e spoel omfettet gjin signifikante krêftferliening yn it beheinende apparaat (de kondensator).
Folsleine clamping wurdt krigen as sawol de Bending Beam-oandreaune switch en de START knop wurde eksploitearre tegearre.
Typysk soe de START-knop earst yndrukt wurde (mei de lofterhân) en dan soe de handgreep fan 'e bûgebalke mei de oare hân lutsen wurde.Folsleine clamping sil net foarkomme, útsein as der wat oerlaap is yn 'e wurking fan' e 2 skeakels.Mar ienris folsleine clamping is fêststeld, is it net nedich om de START-knop te hâlden.
Residual magnetisme
In lyts, mar wichtich probleem mei de Magnabend-masine, lykas by de measte elektromagneten, is it probleem fan oerbliuwend magnetisme.Dit is de lytse hoemannichte magnetisme dy't oerbliuwt neidat de magneet OFF is.It feroarsaket de clamp-bars te bliuwen swak clamped oan de magneet lichem sadwaande it fuortheljen fan it workpiece dreech.
Gebrûk fan magnetysk sêft izer is ien fan in protte mooglike oanpakken om oerbliuwend magnetisme te oerwinnen.
Dit materiaal is lykwols lestich te krijen yn stockgrutte en it is ek fysyk sêft, wat betsjut dat it maklik beskeadige wurde soe yn in bûgmasine.
It opnimmen fan in net-magnetyske gat yn it magnetyske sirkwy is faaks de ienfâldichste manier om oerbliuwselmagnetisme te ferminderjen.Dizze metoade is effektyf en is frij maklik te berikken yn in fabrisearre magneet-lichem - ynbouwe gewoan in stik karton of aluminium fan sawat 0,2 mm dik tusken sizze de foarpoal en it kearnstik foardat jo de magneetdielen byinoar boltsje.It wichtichste neidiel fan dizze metoade is dat de net-magnetyske gat de flux dy't beskikber is foar folsleine klemmen ferminderet.Ek is it net rjocht foarút om it gat op te nimmen yn in ien-stik magneet lichem lykas brûkt foar it E-type magneetûntwerp.
In reverse bias fjild, produsearre troch in auxiliary coil, is ek in effektive metoade.Mar it giet om unwarranted ekstra kompleksiteit yn 'e fabrikaazje fan' e coil en ek yn 'e kontrôle circuits, hoewol't it waard brûkt koart yn in iere Magnabend design.
In ferfallende oscillaasje ("ringen") is konseptueel in tige goede metoade foar demagnetisearjen.
Dizze oscilloskoopfoto's jouwe de spanning (topspoar) en stroom (ûnderspoar) ôf yn in Magnabend-spoel mei in geskikte kondensator dêrtroch ferbûn om it sels oscillere te meitsjen.(De AC-oanfier is sawat yn 'e midden fan' e foto útskeakele).
De earste foto is foar in iepen magnetysk circuit, dat is sûnder klembalke op 'e magneet.De twadde foto is foar in sletten magnetyske circuit, dat is mei in folsleine lingte clampbar op 'e magneet.
Op de earste foto fertoant de spanning ôffallende oscillaasje (rinkeljen) en sa docht de stroom (legere spoar), mar op it twadde byld oscilleart de spanning net en slagget de stroom net iens om te kearen.Dit betsjut dat d'r gjin oscillaasje fan 'e magnetyske flux soe wêze en dus gjin opheffing fan oerbliuwend magnetisme.
It probleem is dat de magneet is te swier damped, benammen troch wervelstromferlies yn it stiel, en dus spitigernôch dizze metoade net wurket foar de Magnabend.
Forsearre oscillaasje is noch in oar idee.As de magneet te damp is om sels te oscilleren, dan kin it twongen wurde om te oscilleren troch aktive circuits dy't enerzjy leverje as nedich.Dat is ek foar de Magnabend yngeand ûndersocht.Syn wichtichste nadeel is dat it giet om te yngewikkelde circuits.
Reverse-pulse demagnetising is de metoade dy't it meast kosten-effektyf bewiisd hat foar de Magnabend.De details fan dit ûntwerp fertsjintwurdigje orizjinele wurk útfierd troch Magnetic Engineering Pty Ltd In detaillearre diskusje folget:
REVERSE-PULSE DEMAGNETISERING
De essinsje fan dit idee is om enerzjy op te slaan yn in kondensator en dan frij te litten yn 'e spoel krekt nei't de magneet útskeakele is.De polariteit moat sa wêze dat de kondensator in omkearde stroom yn 'e spoel sil opwekke.De hoemannichte enerzjy opslein yn 'e kondensator kin wurde oanpast om krekt genôch te wêzen om it oerbliuwende magnetisme te annulearjen.(Tefolle enerzjy koe it oerdriuwe en de magneet opnij magnetisearje yn 'e tsjinoerstelde rjochting).
In fierdere foardiel fan de reverse-pulse metoade is dat it produsearret hiel fluch demagnetising en in hast direkte frijlitting fan de clampbar út de magneet.Dit komt om't it net nedich is om te wachtsjen foar de spoelstroom om te ferfaljen nei nul foardat jo de omkearde puls ferbine.By it tapassen fan 'e puls wurdt de spoelstream twongen ta nul (en dan yn omkearde) heul rapper dan syn normale eksponinsjele ferfal soe west hawwe.
figuer 3: Basic Reverse-Pulse Circuit
No, normaal, it pleatsen fan in skeakelkontakt tusken de gelykrjochter en de magneetspoel is "spielet mei fjoer".
Dit komt om't in induktive stroom net ynienen ûnderbrutsen wurde kin.As it is dan sille de switch kontakten arc en de switch wurdt skansearre of sels folslein ferneatige.(It meganyske ekwivalint soe besykje om in flywheel ynienen te stopjen).
Sa, hokker circuit wurdt betocht, it moat te alle tiden in effektyf paad leverje foar de spoelstroom, ynklusyf foar de pear millisekonden wylst in skeakelkontakt feroaret.
It boppesteande sirkwy, dat bestiet út mar 2 capacitors en 2 diodes (plus in estafette kontakt), berikt de funksjes fan it opladen fan de Storage capacitor nei in negative spanning (relatyf oan de referinsje side fan 'e coil) en ek jout in alternatyf paad foar coil stroom wylst it estafette kontakt is op 'e flecht.
Hoe't it wurket:
Yn it algemien fungearje D1 en C2 as in ladingpomp foar C1, wylst D2 in klemdiode is dy't punt B hâldt fan posityf te gean.
Wylst de magneet ON stiet, sil it relaiskontakt ferbûn wêze mei syn "normaal iepen" (NO) terminal en sil de magneet syn normale baan dwaan om plaatmetaal te klemmen.De ladingspomp sil C1 opladen nei in peak negative spanning dy't lykweardich is yn omfang oan 'e pykspoelspanning.De spanning op C1 sil eksponentiell tanimme, mar it sil binnen sawat 1/2 in sekonde folslein opladen wurde.
It bliuwt dan yn dy steat oant de masine is útskeakele.
Fuort nei it útskeakeljen hâldt it estafette koarte tiid yn.Yn dizze tiid sil de heul induktive spoelstream trochgean te recirkulearje troch de diodes yn 'e brêgerjochter.No, nei in fertraging fan sawat 30 millisekonden, sil it relaiskontakt begjinne te skieden.De spoelstream kin net mear troch de lykrjochterdiodes gean, mar fynt ynstee in paad troch C1, D1 en C2.De rjochting fan dizze stroom is sa dat it de negative lading op C1 fierder sil ferheegje en it sil ek begjinne te laden C2.
De wearde fan C2 moat grut genôch wêze om de snelheid fan spanningsferheging oer it iepeningsrelaiskontakt te kontrolearjen om te soargjen dat in bôge net foarmje.In wearde fan sawat 5 mikro-farads per amp fan spoelstroom is genôch foar in typysk estafette.
Figuer 4 hjirûnder lit details sjen fan 'e golffoarmen dy't foarkomme yn' e earste helte in sekonde nei it útskeakeljen.De spanning oprit dy't wurdt regele troch C2 is dúdlik sichtber op de reade spoar yn 'e midden fan' e figuer, it is bestimpele "Relay kontakt op 'e fly".(De eigentlike fly-over-tiid kin ôflaat wurde fan dit spoar; it giet oer 1,5 ms).
Sadree't de estafettearmature op syn NC-terminal komt, wurdt de negatyf opladen opslachkondensator ferbûn mei de magneetspul.Dit draait de spoelstream net daliks om, mar de stroom rint no "bergop" en wurdt sadwaande gau troch nul twongen en nei in negative pyk dy't sa'n 80 ms nei de ferbining fan 'e opslachkondensator foarkomt.(Sjoch figuer 5).De negative stroom sil in negative flux yn 'e magneet induce dy't it oerbliuwende magnetisme sil ôfbrekke en de klembalke en it wurkstik wurde fluch frijlitten.
figuer 4: útwreide golffoarmen
figuer 5: Spanning en stromgolffoarmen op magneet coil
Ofbylding 5 hjirboppe toant de spannings- en stroomgolffoarmen op 'e magneetspul yn' e pre-klemfaze, de folsleine klemfaze en de demagnetisearjende faze.
Der wurdt tocht dat de ienfâld en effektiviteit fan dit demagnetisearjende circuit soe betsjutte dat it tapassing sil fine yn oare elektromagneten dy't demagnetisearje moatte.Sels as oerbliuwend magnetisme gjin probleem is, kin dit circuit noch heul nuttich wêze om de spoelstream heul fluch nei nul te kommutearjen en dêrtroch rappe frijlitting te jaan.
Praktyske Magnabend Circuit:
De hjirboppe besprutsen circuitbegripen kinne wurde kombinearre yn in folslein circuit mei sawol in 2-handed interlock as omkearde pulsdemagnetisearjen lykas hjirûnder werjûn (figuer 6):
figuer 6: kombinearre Circuit
Dit circuit sil wurkje, mar spitigernôch is it wat ûnbetrouber.
Om betroubere wurking en langere skeakellibben te krijen, is it nedich om wat ekstra komponinten ta te foegjen oan it basissirkwy lykas hjirûnder werjûn (figuer 7):
figuer 7: kombinearre Circuit mei ferfinings
SW1:
Dit is in 2-poal isolearjende switch.It wurdt tafoege foar gemak en om te foldwaan oan elektryske noarmen.It is ek winsklik foar dizze skeakel om in neon-yndikaasjeljocht op te nimmen om de ON / OFF-status fan it circuit te sjen.
D3 en C4:
Sûnder D3 is de latching fan it estafette ûnbetrouber en hinget wat ôf fan 'e faze fan' e netgolffoarm op 'e tiid fan wurking fan' e bûgbalke-skeakel.D3 yntrodusearret in fertraging (typysk 30 millisekonden) yn de drop út it estafette.Dit oerwint it grendelprobleem en it is ek foardielich om in drop-out-fertraging te hawwen krekt foar it begjin fan 'e demagnetisearjende puls (letter yn 'e syklus).C4 jout AC coupling fan it estafette circuit dat soe wêze oars in heal-wave koartsluting doe't de START knop waard yndrukt.
THERM.OMSKEAKELJE:
Dizze switch hat syn húsfesting yn kontakt mei de magneet lichem en it sil gean iepen circuit as de magneet wurdt te hyt (> 70 C).It yn searje sette mei de relaisspoel betsjut dat it allinich de lytse stroom troch de relaisspoel hoecht te wikseljen ynstee fan de folsleine magneetstream.
R2:
As de START-knop yndrukt wurdt, lûkt it estafette yn en dan komt der in ynrinnende stroom dy't C3 oplaadt fia de brêgelykrjochter, C2 en diode D2.Sûnder R2 soe d'r gjin wjerstân wêze yn dit circuit en de resultearjende hege stroom koe de kontakten yn 'e START-skeakel beskeadigje.
Ek is der in oare sirkwy betingst dêr't R2 soarget foar beskerming: As de bûge beam switch (SW2) beweecht fan de NO terminal (dêr't it soe drage de folsleine magneet stream) nei de NC terminal, dan faak in bôge foarmje en as de START switch waard noch holden op dit stuit dan C3 soe yn feite wurde koartsluten en, ôfhinklik fan hoefolle spanning wie op C3, dan dit koe skea SW2.Lykwols wer R2 soe beheine dizze koartsluting stroom ta in feilige wearde.R2 hat mar in lege fersetwearde (typysk 2 ohm) nedich om genôch beskerming te leverjen.
Varistor:
De varistor, dy't ferbûn is tusken de AC-terminals fan 'e likrichter, docht normaal neat.Mar as der in surge spanning op it net is (troch bygelyks - in tichtby lizzende bliksemstaking) dan sil de varistor de enerzjy yn 'e surge absorbearje en foarkomt dat de spanningspike de brêgerjochter beskeadiget.
R1:
As de START-knop yndrukt wurde soe tidens in demagnetisearjende puls, dan soe dit wierskynlik in bôge feroarsaakje by it relaiskontakt, dy't op syn beurt C1 (de opslachkondensator) frijwol koartslute soe.De kondensatorenerzjy soe wurde dumpt yn it circuit besteande út C1, de brêgerjochter en de bôge yn it estafette.Sûnder R1 is d'r in heul lyts ferset yn dit circuit en dus soe de stroom heul heech wêze en soe genôch wêze om de kontakten yn it estafette te laskjen.R1 jout beskerming yn dizze (wat ûngewoane) eventualiteit.
Spesjale opmerking re kar fan R1:
As de hjirboppe beskreaune eventualiteit foarkomt dan sil R1 praktysk alle enerzjy opnimme dy't yn C1 waard opslein, nettsjinsteande de werklike wearde fan R1.Wy wolle dat R1 grut is yn ferliking mei oare sirkwywjerstannen, mar lyts yn ferliking mei de wjerstân fan 'e Magnabend-spoel (oars soe R1 de effektiviteit fan' e demagnetisearjende puls ferminderje).In wearde fan rûnom 5 oant 10 ohm soe gaadlik wêze, mar hokker krêft moat R1 hawwe?Wat wy wirklik moatte oantsjutte is de pulskrêft, as enerzjybeoardieling fan 'e wjerstân.Mar dit karakteristyk wurdt net meastal oantsjutte foar macht wjerstannen.Stromweerstanden mei lege wearde binne normaal wire-wound en wy hawwe bepaald dat de krityske faktor om te sykjen yn dizze wjerstân de hoemannichte wirklike draad is dy't brûkt wurdt yn syn konstruksje.Jo moatte crack iepenje in stekproef wjerstân en mjitte de gauge en de lingte fan tried brûkt.Fan dit berekkenje it totale folume fan 'e draad en kies dan in wjerstân mei op syn minst 20 mm3 draad.
(Bygelyks in 6,8 ohm / 11 watt wjerstân fan RS Components waard fûn te hawwen in tried folume fan 24mm3).
Gelokkich binne dizze ekstra komponinten lyts yn grutte en kosten en foegje dêrom mar in pear dollar ta oan 'e totale kosten fan' e Magnabend-elektrysk.
Der is in ekstra bytsje circuitry dat is noch net besprutsen.Dit oerwint in relatyf lyts probleem:
As de START-knop yndrukt wurdt en net folge wurdt troch oan de handgreep te lûken (wat oars in folsleine klem jaan soe) dan sil de opslachkondensator net folslein opladen wurde en de demagnetisearjende puls dy't resulteart by it loslitten fan de START-knop sil de masine net folslein demagnetisearje .De klembalke soe dan oan de masine fêst bliuwe en dat soe oerlêst wêze.
De tafoeging fan D4 en R3, werjûn yn blau yn figuer 8 hjirûnder, feed in geskikte golffoarm yn de lading pump circuit om te soargjen dat C1 wurdt opladen sels as folsleine clamping wurdt net tapast.(De wearde fan R3 is net kritysk - 220 ohm / 10 watt soe passe by de measte masines).
Ofbylding 8: Circuit mei demagnetisearje allinich nei "START":
Foar mear ynformaasje oer sirkwykomponinten ferwize asjebleaft nei de komponinten seksje yn "Bou jo eigen Magnabend"
Foar referinsjedoelen wurde de folsleine circuitdiagrammen fan 240 Volt AC, E-Type Magnabend-masines produsearre troch Magnetic Engineering Pty Ltd hjirûnder werjûn.
Tink derom dat foar operaasje op 115 VAC in protte komponintwearden moatte wurde wizige.
Magnetic Engineering stoppe produksje fan Magnabend masines yn 2003 doe't it bedriuw waard ferkocht.
Opmerking: De boppesteande diskusje wie bedoeld om de haadprinsipes fan 'e circuitoperaasje te ferklearjen en net alle details binne behannele.De hjirboppe werjûn folsleine circuits binne ek opnommen yn 'e Magnabend-hantliedingen dy't earne oars op dizze side te krijen binne.
It is ek opmurken wurde dat wy ûntwikkele folslein solid state ferzjes fan dit circuit dy't brûkt IGBTs ynstee fan in estafette te wikseljen de hjoeddeiske.
De solid state circuit waard nea brûkt yn alle Magnabend masines mar waard brûkt foar spesjale magneten dy't wy produsearre foar produksje linen.Dizze produksjelinen wiene typysk 5.000 items (lykas in kuolkastdoar) per dei.
Magnetic Engineering stoppe produksje fan Magnabend masines yn 2003 doe't it bedriuw waard ferkocht.
Brûk asjebleaft de kontakt Alan-keppeling op dizze side om mear ynformaasje te sykjen.