ماشین حساب کویل MAGNABEND

روش پیشنهادی طراحی کویل:
ابعاد سیم پیچ پیشنهادی و ولتاژ تغذیه مورد نظر خود را وارد کنید.(به عنوان مثال 110، 220، 240، 380، 415 ولت متناوب)

Wire 2، 3 و 4 را روی صفر قرار دهید و سپس مقداری را برای قطر Wire1 حدس بزنید و توجه داشته باشید که چند AmpereTurns حاصل می شود.

قطر Wire1 را تا رسیدن به هدف AmpereTurns تنظیم کنید، مثلاً 3500 تا 4000 AmpereTurns.
همچنین می توانید Wire1 را روی اندازه دلخواه تنظیم کنید و سپس Wire2 را برای رسیدن به هدف خود تنظیم کنید، یا Wire1 و Wire2 را روی اندازه های دلخواه تنظیم کنید و سپس Wire3 را برای رسیدن به هدف خود تنظیم کنید و غیره.

اکنون به کویل گرمایش (تلفات برق)* نگاه کنید.اگر بیش از حد بالا باشد (مثلاً بیش از 2 کیلو وات در هر متر طول سیم پیچ) آنگاه AmpereTurns باید کاهش یابد.از طرف دیگر می توان چرخش های بیشتری را برای کاهش جریان به سیم پیچ اضافه کرد.اگر عرض یا عمق سیم پیچ را افزایش دهید، یا اگر Packing Fraction را افزایش دهید، برنامه به طور خودکار چرخش های بیشتری را اضافه می کند.

در نهایت به جدولی از گیج های استاندارد سیم مراجعه کنید و سیم یا سیم هایی را انتخاب کنید که سطح مقطع ترکیبی برابر با مقدار محاسبه شده در مرحله 3 دارند.
* توجه داشته باشید که اتلاف نیرو به AmpereTurns بسیار حساس است.این یک اثر قانون مربع است.به عنوان مثال اگر AmpereTurns را دوبرابر کنید (بدون افزایش فضای سیم پیچ)، اتلاف نیرو 4 برابر افزایش می یابد!

AmpereTurns بیشتر سیم (یا سیم) ضخیم‌تر را دیکته می‌کند و سیم ضخیم‌تر به معنای جریان بیشتر و اتلاف توان بالاتر است، مگر اینکه بتوان تعداد چرخش‌ها را برای جبران افزایش داد.و چرخش بیشتر به معنای سیم پیچ بزرگتر و/یا بسته بندی بهتر است.

این برنامه محاسبه سیم پیچ به شما اجازه می دهد تا به راحتی همه آن عوامل را آزمایش کنید.
یادداشت:

(1) اندازه سیم
این برنامه حداکثر 4 سیم را در سیم پیچ فراهم می کند.اگر قطری را برای بیش از یک سیم وارد کنید، برنامه فرض می‌کند که تمام سیم‌ها مانند یک سیم به هم پیچیده می‌شوند و در ابتدا و انتهای سیم‌پیچ به هم متصل می‌شوند.(یعنی سیم ها به صورت موازی هستند).
(برای 2 سیم به این سیم پیچ دو رشته ای یا برای 3 سیم سیم پیچ سه رشته ای می گویند).

(2) Packing Fraction که گاهی به آن ضریب پر می گویند، درصد فضای سیم پیچی را که توسط سیم مسی اشغال شده است را بیان می کند.شکل سیم (معمولاً گرد)، ضخامت عایق روی سیم، ضخامت لایه عایق بیرونی سیم پیچ (معمولاً کاغذ الکتریکی) و روش سیم پیچی تحت تأثیر قرار می گیرد.روش سیم پیچی می تواند شامل سیم پیچی درهم (همچنین سیم پیچی وحشی) و سیم پیچی لایه باشد.
برای یک سیم پیچ پیچیده، کسر بسته بندی معمولاً در محدوده 55٪ تا 60٪ خواهد بود.

(3) توان سیم پیچ حاصل از اعداد نمونه از پیش پر شده (به بالا مراجعه کنید) 2.6 کیلو وات است.این رقم ممکن است نسبتاً زیاد به نظر برسد، اما یک ماشین Magnabend برای چرخه کاری تنها حدود 25٪ رتبه بندی شده است.بنابراین از بسیاری جهات، فکر کردن به میانگین اتلاف توان که بسته به نحوه استفاده از دستگاه، تنها یک چهارم آن رقم خواهد بود، معمولاً حتی کمتر، واقعی تر است.

اگر از ابتدا به دنبال آن هستید، اتلاف توان کلی یک پارامتر بسیار مهم است که باید در نظر بگیرید.اگر خیلی زیاد باشد، سیم پیچ بیش از حد گرم می شود و ممکن است آسیب ببیند.
ماشین های Magnabend با اتلاف توان حدود 2 کیلو وات در هر متر طول طراحی شدند.با چرخه کاری 25 درصد، این معادل 500 وات در هر متر طول است.

اینکه یک آهنربا چقدر داغ می شود علاوه بر چرخه کار به عوامل زیادی بستگی دارد.اولاً اینرسی حرارتی آهنربا و هر آنچه که با آن در تماس است (مثلاً پایه) به این معنی است که خود گرمایش نسبتاً کند خواهد بود.در مدت طولانی‌تری، دمای آهن‌ربا تحت تأثیر دمای محیط، سطح آهنربا و حتی رنگ‌آمیزی آن قرار می‌گیرد!(مثلاً رنگ مشکی گرما را بهتر از رنگ نقره ای ساطع می کند).
همچنین، با فرض اینکه آهنربا بخشی از یک ماشین "Magnabend" باشد، پس از آن قطعات کار که در حال خم شدن هستند، گرما را در حالی که در آهنربا بسته می شوند جذب می کنند و بنابراین مقداری گرما را از بین می برند.در هر صورت آهنربا باید توسط یک دستگاه تراش حرارتی محافظت شود.

(4) توجه داشته باشید که این برنامه به شما امکان می دهد دمای سیم پیچ را وارد کنید و بنابراین می توانید تأثیر آن را بر مقاومت سیم پیچ و جریان سیم پیچ مشاهده کنید.از آنجایی که سیم داغ مقاومت بالاتری دارد، منجر به کاهش جریان سیم پیچ و در نتیجه کاهش نیروی مغناطیسی می شود (AmpereTurns).تأثیر کاملاً قابل توجه است.

(5) برنامه فرض می کند که سیم پیچ با سیم مسی پیچیده شده است، که کاربردی ترین نوع سیم برای سیم پیچ آهنربایی است.
سیم آلومینیومی نیز امکان پذیر است، اما آلومینیوم دارای مقاومت بالاتری نسبت به مس است (2.65 اهم متر در مقایسه با 1.72 برای مس) که منجر به طراحی کمتر کارآمد می شود.اگر به محاسبات برای سیم آلومینیومی نیاز دارید، لطفا با من تماس بگیرید.

(6) اگر در حال طراحی یک سیم پیچ برای یک پوشه ورق فلزی "Magnabend" هستید، و اگر بدنه آهنربا از اندازه سطح مقطع نسبتاً استانداردی برخوردار است (مثلاً 100 x 50 میلی‌متر) پس احتمالاً باید نیروی مغناطیسی (AmpereTurns) را هدف قرار دهید. پیچ های 3500 تا 4000 آمپر.این رقم مستقل از طول واقعی دستگاه است.ماشین‌های طولانی‌تر باید از سیم ضخیم‌تر (یا رشته‌های سیم بیشتری) برای رسیدن به همان مقدار برای AmpereTurns استفاده کنند.
چرخش های آمپر بیشتر بهتر است، به خصوص اگر می خواهید مواد غیر مغناطیسی مانند آلومینیوم را ببندید.
با این حال، برای اندازه کلی مشخصی از آهنربا و ضخامت قطب‌ها، چرخش‌های آمپر بیشتری را می‌توان تنها با هزینه جریان بالاتر و در نتیجه اتلاف توان بیشتر و در نتیجه افزایش گرمایش در آهنربا بدست آورد.اگر چرخه کاری پایین‌تر قابل قبول باشد، ممکن است خوب باشد، در غیر این صورت فضای سیم پیچ بزرگ‌تری برای قرار دادن پیچ‌های بیشتر مورد نیاز است، و این به معنای آهنربای بزرگ‌تر (یا قطب‌های نازک‌تر) است.

(7) اگر مثلاً یک چاک مغناطیسی طراحی می کنید، به چرخه کاری بسیار بالاتری نیاز است.(بسته به کاربرد، شاید یک چرخه کاری 100٪ مورد نیاز باشد).در این صورت شما از سیم نازک‌تر استفاده می‌کنید و احتمالاً برای نیروی مغناطیسی مانند چرخش 1000 آمپری طراحی می‌کنید.

یادداشت های بالا فقط برای ارائه ایده ای از آنچه می توان با این برنامه ماشین حساب کویل بسیار همه کاره انجام داد.

گیج های سیم استاندارد:

اندازه‌های سیم از نظر تاریخی در یکی از دو سیستم اندازه‌گیری می‌شد:
گیج سیم استاندارد (SWG) یا سیم سنج آمریکایی (AWG)
متأسفانه اعداد گیج برای این دو استاندارد کاملاً با یکدیگر همخوانی ندارند و این منجر به سردرگمی شده است.
امروزه بهتر است آن استانداردهای قدیمی را نادیده بگیرید و فقط به قطر سیم آن بر حسب میلی متر مراجعه کنید.

در اینجا جدولی از اندازه ها وجود دارد که شامل هر سیمی است که احتمالاً برای سیم پیچ آهنربایی مورد نیاز است.