Я собираюсь купить удерживающий электромагнит и ударную пластину для хранения некоторых вещей, и я хочу, чтобы моя схема (управляемая Arduino) не жарилась, как бекон. Я знаю, что поскольку удерживающий магнит является индуктором, я должен использовать обратный диод и, возможно, конденсатор, чтобы справиться с обратной ЭДС, когда ток прерывается. Однако, что произойдет, если удерживающий магнит физически вынужден от ударной пластины? Ведется работа по преодолению магнитной силы, поэтому я полагаю, что энергия куда-то уходит, но как это мгновенное изменение проявляется в цепи? Я вижу увеличение тока через катушку? Снижение тока? И в этом отношении, что происходит в цепи, когда магнит встречается и фиксируется на ударной пластине?
По сути, я пытаюсь определить, должен ли я справиться с резким скачком ЭДС вперед, а также с шипом обратной ЭДС, и мое исследование не научило меня достаточно о магнитных полях, чтобы понять это самостоятельно.
РЕДАКТИРОВАТЬ
В настоящее время я использую эту схему:
смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab
L1 - магнит; Я не знаю его индуктивность, но он имеет последовательное сопротивление 20 Ом. D1 - стабилитрон, защищающий от перенапряжения; R1 есть, потому что единственный стабилитрон, который у меня был, был ровно 12 В, и я хотел, чтобы некоторый запас прочности позволил избежать короткого замыкания на случай, если источник питания по какой-то причине поднялся по какой-то причине, отличной от L1. D2 - обратный рейс; он защищает от напряжений менее -1 В, которые, надеюсь, не достаточны, чтобы испортить крышку (шотки был бы лучше, но у меня его нет).
Я управляю этим путем включения и выключения блока питания. В будущем я поставлю Дарлингтона между C1 и V1. Это работает и не повреждает ничего, даже когда я раздвигаю пластины, так что это хорошо, надеюсь, я не делаю ничего противного с источником питания. Я все еще должен смотреть на это с размахом, чтобы убедиться.
У меня была идея поставить свой собственный индуктор в ряд с L1. Это будет действовать для ограничения текущих изменений, вызванных изменением индуктивности L1. Не уверен, что я сделаю это.
Ответы:
Вы можете знать формулу
Однако эта формула исходит из изменения магнитного потока с течением времени:
где L считается постоянным во времени. Если нет, вы получите
Проблема в том, что вы не представляете, как изменяется индуктивность L с течением времени. Это изменит нелинейно по расстоянию между катушкой и пластиной. Кроме того, сила на пластине увеличивается, когда она находится рядом с катушкой, поэтому скорость увеличивается, что приводит к еще большему изменению L.
Даже если мы примем линейность во времени, решение уравнения будет некрасивым.
Я пытался написать симуляцию, позволяющую определить поведение L с течением времени, но я должен подумать о результате, так как в настоящее время я не уверен, имеет ли он смысл. Я дам Вам знать.
Однако вы должны учитывать, что в одной точке пластина получает энергию от вашей катушки / контура, а в другой - отдает энергию обратно. Это может привести к скачкам напряжения даже в обоих направлениях, поэтому я бы использовал не только диод с обратной связью, но и стабилитрон (с напряжением выше напряжения питания).
Я также предложил бы измерить это с областью.
Редактировать:
Я был в длительном туре, но в прошлую пятницу у меня была возможность поиграть в нашей лаборатории в течение короткого времени.
У нас есть несколько катушек из эмалированной медной проволоки, проблема в том, чтобы найти одну из них с обоими концами провода. Я нашел только это:
Я подключил его к источнику постоянного напряжения через резистор 2 кОм и подал 50 В, чтобы получить хотя бы небольшой ток. При вставке и удалении железного винта возникает напряжение на катушке:
Область была установлена на переменную связь, поэтому вы не видите ок. + 5В базовая линия.
Хорошо видно, что есть шипы в обоих направлениях . При вставке винта катушки также всасывают его и потребляют электрическую энергию. Вытягивая винт, я вкладываю энергию в систему, а катушка распространяет ее на электрическую энергию, что приводит к отрицательному пику. Интересно также, что после всплесков наблюдается некоторый эффект релаксации с обратной полярностью.
Я должен упомянуть, что эта установка не сопоставима с вашим удерживающим магнитом. Моя катушка на самом деле не магнит, так как я не замечаю воздействия на ферромагнитный материал. Моя катушка также представляет собой воздушную катушку, и поскольку отверстие в барабане имеет диаметр менее 1 см, винт также меньше. Поэтому я не заполнил весь объем катушки материалом. (Кстати: так как этим винтом трудно пробить дыру, я не мог так быстро вставить винт, и поэтому первый пик меньше второго)
Ваш удерживающий магнит сильнее на несколько порядков, как и индуктивность. Пластина имеет полный угол рыскания, поэтому эффект пластины будет намного больше, чем для моей установки.
Итак, я уверен, что вы получите действительно большие пики в обоих направлениях, которые могут повредить вашу схему, если она не справится с ними.
источник
Первая мысль - думать об этом как о электрогитаре; Постоянный магнит создает постоянное поле, и когда струны движутся, это поле слегка модулируется, и в результате на клеммах катушки появляется небольшой сигнал. Имеет ли значение, если к катушке подключен генератор постоянного тока, и это генерирует такое же статическое магнитное поле?
Нет, я не думаю, что есть разница - соответствие источника тока будет по-прежнему позволять генерировать один и тот же сигнал через клеммы катушки при перемещении струн.
Итак, в вопросе есть электромагнит постоянного тока, тянущий на намагничиваемой пластине. Существует сила притяжения, и когда пластина становится ближе, увеличивается и сила, и плотность локального потока. Если смотреть на это с точки зрения неподвижного магнита с намотанной на него катушкой, то пластина, движущаяся в направлении катушки / магнита, вызовет увеличение локального магнитного потока, и это будет генерировать импульс эдс в одном направлении в катушке. По мере удаления пластины плотность потока уменьшается, и это вызывает импульс эдс в другом направлении.
ЭДС - это импульс, потому что он генерируется только во время изменения потока. Закон индукции Фарадея!
Возвращаясь к сценарию электромагнита (а не к физическому магниту и катушке), эффект этой эдс "внутренней к катушке" виден на клеммах, если подача питания является источником тока, так же, как работает звукосниматель. , Тем не менее, поскольку на электромагнит подается напряжение, импульс напряжения направляет ток в или из источника в зависимости от того, в каком направлении движется пластина.
Учитывая, что имеется постоянный ток электромагнита, этот импульс тока (ограниченный собственной индуктивностью и сопротивлением катушки) вызовет мгновенное увеличение / уменьшение этого тока. Это будет видно по силовым рельсам к катушке.
Таким образом, катушка находится под напряжением и просто сидел там, занимаясь своим делом. Затем пластина движется и быстро движется к катушке из-за магнитных сил. Это вызывает модуляцию тока, принимаемого катушкой, НО, что важно, без скачка напряжения, потому что на катушку подается напряжение с помощью транзистора или переключателя.
Если вы отодвинете пластину, тогда будет другой импульс тока, но по вышеуказанным причинам не будет скачка напряжения.
Затем вы размыкаете катушку, и ваш обратный диод сразу же ловит обратную эдс - отсоединение пластины в этот момент ухудшит ситуацию - нет!
Реле нуждается в специальной форме защиты катушки кроме диода обратной связи - нет!
источник