Lindningsdesign för maximal kraft elektromagnet.

[jwte]

Säg att man har en E formad transformatorplåt block som man använder som elektromagnet.

Hur ska man linda den för maximal kraft eller spelar det ingen roll? Anta att antal lindningsvarv och nätagg är samma för alla fall.

De tre fallen som jag tänkt på:
Bara mitten benet
Två stycken lindningar på ryggen
Alla tre benen

Är det något mer man ska tänka på för att få fram detta förutom att N*I är det som har betydelse här?

[rvl]

Anta att antal lindningsvarv och nätagg är samma för alla fall.

Hur räknar du "varv" då? Spontant käns det som om ett varv på mittbenet motsvarar två varv (ett+ett) på sidobenen, men riktigt så enkelt är det kanske inte. Likström torde ge mest kraft hursomhelst.

[jwte]

Om arean är 1 cm^2 så är ett varv 4 cm koppartråd avsett var det sitter.

Säg att man då har 400 cm tråd. 100 varv i mitten, 33 varv på varje eller 50 varv på de två ställena på ryggen?

[jwte]

Enligt ekvation 4 här: https://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnet
så verkar ju kraften bara vara beroende av variablerna N och I som jag sa var lika. Kan det bli skillnad i L också (men E blocket är ju lika lång i alla tre fall.) eller är det något som den ekvationen inte tar med???

[xxargs]

var länge sedan - men ofta räknar man i ampere-varv när det gäller magnetflöde (när det inte är luftgap i den magnetiska slingan) - dvs hur många varv det är kring tex. mittbenet eller fördelat på alla 3 benen (med rätt lindningsrikning så att de inte motarbetar)

EI-trafo så brukar mittbenet vara dubbel area gentemot sidbenen - att lägga alla varven på mittbenet eller fördelat lika på sidbenen ger ingen skillnad i den totala magnetflödet.

Maximal flöde är runt 2.1-2.2 T för transformatorplåt och det att jämföra med de starkaste neodymmagneter som toppar kring 1.6 T - neodymmagneter magnetiseras upp av just elektromagneter av just anledningen att elektromagneter kan bli starkare än vad som går att skapa med permanentmagneter.

[rvl]

Om arean är 1 cm^2 så är ett varv 4 cm koppartråd avsett var det sitter.

Har du tagit isär en EI-trafo nån gång?

EI-trafo så brukar mittbenet vara dubbel area gentemot sidbenen - att lägga alla varven på mittbenet eller fördelat lika på sidbenen ger ingen skillnad i den totala magnetflödet.

Låt oss säga att mittbenet är 2x2 cm och sidobenen 1x2 cm, då blir ett mittbensvarv 8 cm, men motsvarande för sidobenen 12 cm! (2*(2+1+2+1) cm) om man lyckas linda helt rätlinjigt, men i praktiken blir det böjradier i alla "hörn".

[jwte]

Har inte testat FEMM förut, men hittade ett lätt program https://sourceforge.net/projects/femm/ som jag testade de olika lindningarna på efter att ha lärt mig programmet.

Valde att ha en area av 1.2cm2 för summan av alla lindningar och att det totala varven skulle vara 100 varv.

Verkar som att en lindning i mitten gav störst kraft = 44N

Näst bäst var ryggen med båda åt samma håll och då flyter inget magnetiskt flöde i mittenbenet = 32N

Resten gav bara 10-20N.

Filer inkluderade så ni kan testa själva.

Verkar som att något mer påverkar än N och I men jag kan inte komma på vad.

Ni får gärna påpeka fel i simuleringen som kan ha påverkat resultatet.

[farskost]

Hur ser det ut om du i stället för att hålla arean av lindningen konstant försöker att maximera storleken i de olika fallen? Att linda runt de yttre benen borde tillåta mycket mer tråd och fler amperevarv totalt.

Dock intressant resultat där skillnaden blir tydlig

[rvl]

Jag skulle tänka mig en rund design ...och det är jag tydligen inte ensam om:
https://www.aliexpress.com/store/produc ... 58741JDj2h
(När det är DC så behöver inte kärnan bestå av plåtar som i en transformator.)

[jwte]

Det verkar ju stämma bra med simulering också. Antar att den runda är lindad liknande E-et med en lindning på mittenbenet. Och om man snurrar E-et så blir det ju samma design då.

[rvl]

Jo precis och "ytterbenet" kan då bli ännu tunnare radiellt, för att ändå ha en totalareal som motsvarar centrumbenets.