Основи за навиване на бобината

Съдържание

• Машини и методи за навиване на бобини
• Ортоциклична намотка
• Плътно опакован проводник
• Изработка на ортоциклични намотки
• Ортоциклична услуга за навиване на рулони
• Пренавиване на намотка за велосипеди
• Различни процеси на навиване

Електрическите инженери извършват навиване на намотките, за да използват намотки като части от електрически вериги и за използване в устройства като тороидални ядра, които участват с магнитни полета и магнитна сила. Формата и методите, използвани за навиване на рулони, могат да позволят използването им за различни цели.

Различните начини на навиване на бобината означават, че можете да навивате намотки за конкретни приложения, като вземете предвид напрежението на електрическия ток, задвижван през бобините, и топлоизолационните свойства на самите устройства.

При електромагнитите, материалите, които стават магнитни при наличие на електрически ток, преминаващ през проводници, бобините трябва да бъдат навити, така че намотките, които са една до друга, да се движат в противоположни посоки. Това не позволява токът, който протича през тях, да не се отменя между слоевете намотки.

Начините, по които инженерите избират структурата на намотката и методите на навиване, зависят от дизайна на избора, като пространството, достъпно за навиване при проектиране на рулони, или местоположението на крайната част на намотката, която трябва да бъде навита.

Машини и методи за навиване на бобини

Ако искате да навиете намотка на ръка или да я направите възможно най-случайно, без да се спазват оптималните физика и математика отдолу, този метод се нарича диво навиване или дрънкаща намотка.

Jumble winding включва навиване на случаен принцип, без да е съвестно на слоя или да запълва дълбочините по подходящ начин. Неговата бърза, лесна и свършва работата, но не променя индуктивността на настройката на намотките, за да произведе оптимално напрежение. Използва се в малки трансформатори, запалителни бобини, малки електрически двигатели и устройства с малки телени габарити.

Когато навиват намотки чрез нестабилна намотка, инженерите също вземат предвид височина на навиване както се измерва с h = d²п / б с:

Машините, които избират спирално намотките (спирално) във всеки слой, са спирални машини за навиване. Тъй като тези машини създават слоеве и слоеве намотка, те превключват между направления, движейки се напред и назад (или ляво и дясно, както инженерите използват за посочване на тези посоки). Това работи само за малък брой слоеве, защото когато достигне определена граница, структурата става прекалено стегната, за да съдържа и може да доведе до намятане.

Ортоцикличната намотка е най-оптималният метод за навиване на намотки с кръгло напречно сечение чрез поставяне на проводниците в горните слоеве в жлебовете на проводниците в долните слоеве. Тези намотки имат добра топлопроводимост и редовно разпределят силата на полето помежду си.

Ортоциклична намотка

Инженерите вземат предвид ефективността на процесите на навиване на бобините, като свеждат до минимум материалите и пространството, необходимо за навиване на бобината. Те правят това, за да гарантират, че изразходват енергия по оптимален начин. Електрическите проводници, използвани в намотката на серпентините, заемат площ, както и намотката, използвана в процеса. Най- коефициент на запълване е съотношението на тези две области и може да се изчисли като F = d² nπbh / 4 с:

Инженерите се опитват да постигнат възможно най-високи коефициенти на запълване, за да направят процеса на навиване на бобината възможно най-ефективен. Въпреки че инженерите обикновено изчисляват a теоретичен коефициент на запълване от .91 за ортоциклична намотка, изолацията на проводника означава, че на практика коефициентът на запълване е по-нисък.

Когато навиват намотки чрез ортоциклична намотка, инженерите измерват височина на навиване като Н = г с:

Това отчита ъглите на пространствата между проводниците и слоевете проводници от гледна точка на напречното сечение.

Плътно опакован проводник

Колкото по-плътно опаковани проводници са по-високи коефициента на запълване, тъй като машината за навиване на бобината може да използва топлопроводимостта на намотката, за да предотврати загубата на топлина. Ортоцикличната намотка, оптималният метод за подреждане на рулони с кръгло напречно сечение, позволява на инженерите да постигнат коефициент на запълване от около 90% по този начин.

Чрез този метод кръглите проводници в горния слой на машина за навиване на бобини трябва да бъдат опаковани така, че да са в жлебовете на проводниците в долния слой, за да се гарантира, че опаковката може да обхване колкото се може повече проводници. Страничният изглед на серпентините, подредени по този начин, показва как различните слоеве се подреждат по възможно най-ефективния начин.

Навиването трябва да тече успоредно на намотките фланци, опорите, използвани за да се гарантира, че намотките се навиват възможно най-плътно и ефективно. Инженерите трябва да коригират ширината на намотката спрямо броя на завоите на слой от намотката. Ако зоните на напречното сечение на тези проводници са некръгли, площта на кръстоса между проводниците трябва да бъде от малката страна на тялото на бобината.

Инженерите решават структурата на намотката въз основа на нуждите и целите на самата намотка. И накрая, проводниците на серпентините могат да бъдат оформени в правоъгълни или плоски напречни сечения, така че да няма въздушни пропуски между тях като още по-оптимален метод на навиване за още по-голям коефициент на запълване.

Изработка на ортоциклични намотки

Създаването и експлоатацията на машини, които могат да произвеждат ортоциклични намотки с такава точност и грижа, означава, че инженерите трябва да се справят с някои проблеми. Често инженерите и изследователите могат да се сблъскат с проблемите как машините за навиване на бобините се навиват при такива високи скорости.

Проводниците на практика също не са толкова прави, колкото са в теоретичните изчисления и модели и вместо това обемът и масата на самата жица още повече затрудняват процеса на навиване на бобината. Всякакъв вид огъване, аномалия в еднородност или форма или всяка друга характеристика, за която не се отчитат уравненията на оптималните намотки на намотките, ще компенсира производството на цяла намотка.

Когато намотката се навива през намотките на машината на бобината, дори материалът, използван върху повърхността на самите бобини, добавя дебелина към диаметъра на кръговите напречни сечения на бобините и материала на повърхността от тези намотки влияят на процеса на навиване на бобината.

Покритието може да доведе до плъзгане на проводниците един към друг, разширяване или свиване поради промени в температурата, промяна в твърдостта или издръжливостта и дори да удължи определено количество в резултат на всички тези сили. Това затруднява инженерите да определят подходящия наклон на проводника и как това се променя по отношение на диаметъра на проводника.

Ортоциклична услуга за навиване на рулони

Въпреки че ортоцикличното навиване може да изглежда като оптимален метод, инженерите трябва да решат проблемите, когато реализират идеи на практика. С параметрите, зададени за контрол на броя и конструкцията на намотките на бобините, машините за навиване на бобини използват итеративен подход за оценка на напречното сечение и наличното пространство за изолирана намотка. Итеративният подход отчита деформации и промени във формата на всяка стъпка след добавяне на всеки слой, един по един.

Инженерите могат да разрешат тези проблеми, като се уверят, че всяка отделна част от намотка от първия слой се вписва в определено положение, което машината вече е изчислила. Машините за навиване на бобини могат да използват геометрия на канала за да се определи как следващите слоеве се вписват в наличното пространство чрез приближения. Машината измерва местата, за да постави по подходящ начин всеки проводник, като отчита промените във формата на бобината, като отчита силите, които пораждат проблемите.

Този итеративен процес създава проводници, които имат изключително натоварване за определени приложения, като шайби. Те могат да приложат подходящите канали към намотката, за да се поберат във формата на устройството, особено в случаите, когато деформацията на жицата е неизбежна.

Пренавиване на намотка за велосипеди

Подобно на машините за навиване на бобини, можете да превъртите обратно статор на велосипед през серия от стъпки. Велосипедите използват статори като стоманени барабани, за да защитят вътрешната работа на електродвигателя. Те използват магнетизма на проводниците, за да захранват процесите си.

Ще ви е необходим нож, отвертка, стоманена вата, плат, медна жица, клемни проводници, мултицет или омметър и течна гума.

Различни процеси на навиване

Линеен метод за навиване
Линейният метод на навиване на намотката на бобината създава намотки върху въртящи се тела на серпентините или устройства, носещи бобини. Принуждавайки жицата през водеща тръба, инженерите могат да монтират жицата върху стълб или затягащи устройства, за да останат сигурни.

След това тръбата за насочване на проводника поставя всеки слой на жицата, така че раната й да се разпределя така, че да се разпределя през навиващото пространство на тялото на бобината. Водещата тръба придвижва намотката, за да отчита разликите в диаметрите на проводниците, понякога с честоти на въртене до 500 s^-1 със скорост 30 m / s.

Метод на навиване на флаери
В намотката на флаера или на шпиндела се използва накрайник, който прикрепя проводници към листовка, въртящо се устройство на разстояние от бобината. Валът на флаера фиксира компонента на намотката в зоната на намотката, така че проводникът да се фиксира извън преградата. Скобите или отклоненията на проводниците се изтеглят и фиксират жицата, така че компонентите да се променят бързо помежду си. Тези устройства пускат различните компоненти на жицата със скоби, които се фиксират към машината.

С неподвижната въртяща намотка проводниците се въртят и се наслояват около нея с помощта на ротори с висока мощност. Роторите са изградени от метални листове, така че листовката да не се ръководи директно, но вместо това телта се насочва през направляващи блокове за канали или прорези на мястото, което трябва да бъде.

Метод за навиване на игла
Машини, които използват иглено навиване, навиват проводниците, използвайки игла с дюза под прав ъгъл спрямо посоката на движението на проводниците. След това дюзата се повдига за всеки канал в слоя намотка. След това процесът се обръща обратно, за да добавите намотки в другата посока. Това позволява на инженерите да постигнат точните слоеви структури.

Метод на тороидално навиване
За да създадете тороид от проводници около кръгъл пръстен, методът на тороидалната намотка монтира тороидалната сърцевина, около която са навити жици. Докато тороидът се върти, машината навива жиците наоколо. Механизмът за навиване на тел разпределя жицата наоколо, докато тороидът не бъде напълно окабелен. Въпреки че този метод има високи производствени разходи, те са склонни да дават ниска загуба на якост поради магнитния поток и водят до благоприятна плътност на мощността.