Розрахунок котушки реле змінного струму. Як?

[Si1ver 105]

Доброго дня, панове.

Хто підкаже де подивитися як розрахувати котушку реле?

Щоб було описано  доступно і з поясненнями.

Потреба в цьому наступна.

Є компресор Schego WS3. Позиціонується в роботі  як 24\7 В ньому з невідомих причин згоріла обмотка привода.

Приводом є котушка на незамкнутому Ш осерді.

Привід залито лаком і проблемний в розборі не пошкодивши.

Подивився і вирішив придбати новий привід. Результат - згорів за три дні . Перед заміною заміряв опір - 1,2кОм. Списав на перепади напруги і включення/виключення мережі.

Придбав ще один. Тут опір обмотки вже 1,5кОм. Але вже підімкнув в холосту і став спостерігати. Осердя за хвилин 30 роботи нагрілося до температури 50-55гр, причому це не в корпусі котрий у компресора закритий і без вентиляції.

Потужність компресора заявлена 5Вт при напрузі 230В перемінного струму.

Або я щось не розумію, або котушки нових приводів фуфлові, бо якось 5Вт і опір 1,2-1,5кОм якось не вяжуться. На останньому приводі наміряв струм в 50мА.

Вирішив згадати молодість і мотнути самому і тут УПС.

Можливо в кого є такий компресор і хоча б підкажете опір котушки, або ткніть носом як правильно розрахувати.

Бо те що знайшов в мережі викликає більше питань ніж відповідей. Що зрозумів - рахується трішки не так як трансформатор.

[Bogdan 790]

4 години тому, Si1ver написав:

Приводом є котушка на незамкнутому Ш осерді

вібраційний насос? 

Беріть ті, що згоріли і усилюйте кратно. Тут і формул не потрібно - все в руках і з висновками... 

По опору катушки нічого толком не покажуть. Площі потрібно міряти і витки.

[Олек77 190]

Думаю, що рахується воно десь посерединці між котушкою реле і трансформатором.

Колись був такий київський компрессор АЭН-4, двоканальний. На фоні усього срсрівського відвертого "гумна" відрізнявся все ж здатністю працювати роками (поки не летіла мембрана чи клапани - знайти нові було майже нереально). 

На новому на котушці кількість витків була вказана. Але після експлуатації хоч з пару місяців там вже вся ізоляція була непрозоро-жовта, бо грівся сердечник нещадно (при тих скромних ватах) - рука сердечник не тримала - явно більше 55С. При тому, як погуглити його фотки, то на добре б/в, навіть на корпусі є жовта пляма напроти того сердечника.

[Куляста_Блискавка 1 477]

 Для трансформатора  число витків на вольт =45.....50/s (s- площа середнього керна магнітопроводу, квадратні сантиметри),для електромагніту 90....95/s залежно від матеріалу  магнітопроводу. 

95/s х220 = число витків для напруги 220в.

Змінено 10 листопада, 2022 користувачем Куляста_Блискавка
доповнення

[Si1ver 105]

, Bogdan написав:

вібраційний насос? 

Беріть ті, що згоріли і усилюйте кратно. Тут і формул не потрібно - все в руках і з висновками... 

По опору катушки нічого толком не покажуть. Площі потрібно міряти і витки.

Та вібраційний. Два коромисла на кінцях з постійними магнітами зі сторони привода (оте магнітне поле з частотою 50Гц і приводить в дію дві менбрани що кріпляться посередині до коромисел) . Був би опір нормального привода і діаметр дроту, то все інше розрахую. Або хоч опір. Фото  викладу.

17 годин тому, Куляста_Блискавка написав:

 Для трансформатора  число витків на вольт =45.....50/s (s- площа середнього керна магнітопроводу, квадратні сантиметри),для електромагніту 90....95/s залежно від матеріалу  магнітопроводу. 

95/s х220 = число витків для напруги 220в.

Це якщо середина керна  2х2,1см то виходить 90(95)/4,2х230(5202)=4928(5202) витків ?

Змінено 11 листопада, 2022 користувачем Si1ver

[Bogdan 790]

21 година тому, Куляста_Блискавка написав:

число витків на вольт =45.....50/s

Для зварювальних трансів, для цього випадку не менше, ніж на 60см кв.

Але тут електромагніт в чистій формі

Змінено 11 листопада, 2022 користувачем Bogdan

[Bogdan 790]

4 години тому, Si1ver написав:

то виходить 95/4,2х230(5202)

Я б добавив 20% на ПВ(запас). І добавив тріхи діаметр дроту. Якщо влізе.

[Куляста_Блискавка 1 477]

12 години тому, Si1ver написав:

Це якщо середина керна  2х2,1см то виходить 90(95)/4,2х230(5202)=4928(5202) витків ?

Так.

[Si1ver 105]

, Bogdan написав:

Я б добавив 20% на ПВ(запас). І добавив тріхи діаметр дроту. Якщо влізе.,

Наступне питання. А як тоді бути з опором? Добре якщо буде місце докинути витків. Закон Ома то не обманеш. Куди дівати ту потужність при збільшенні діаметра? Збільшим діаметр, зменшим опір. Збільшиться потужність. В теплоту піде, а от керн навряд чи розсіє її.

А як прорахувати індуктивний опір електромагніта?

[Bogdan 790]

зате не згорить... 

Намотав - пробанув - не гріється - все ок, а більшого і не потрібно. Не думаю, що там запрєдєльні токи порвуть всю схему )))) 

 

[Si1ver 105]

В догонку теми. Знайшов намоточний станок і перемотав котушку.

Дріт 0,14мм, кількість витків 7000 , опір 0,9кОм. Намотав під завязку.

Струм 80мА, 220В.

30 хвилин роботи в закритому корпусі - темп керна градусів 60+. По суті те що і було. Не проживе воно довго при роботі 24\7.

Як його , курва, зробити холодним. І як німаки добиваються 5Вт.

Мотнути дротом меншого перерізу щоб збільшити опір тим самим зменшити струм? Іншого варіанту не бачу.

Пробуватиму знайти менший діаметр.

[Куляста_Блискавка 1 477]

1 година тому, Si1ver написав:

Як його , курва, зробити холодним. І як німаки добиваються 5Вт.

У них вища якість (магнітна проникність) заліза. 

[Куляста_Блискавка 1 477]

15 годин тому, Si1ver написав:

Як його , курва, зробити холодним.

Є варіант підібрати такий самий розмір заліза від вихідних трансформаторів лампової техніки ( ТВК,ТВЗ, ТОТ, та інші). При підбірці орієнтуватись на найменшу товщину заліза. Як правило - чим тонкіше лист, тим краще матеріал. Ще варіант - залізо від магнітних пускачів.

Змінено 27 січня, 2023 користувачем Куляста_Блискавка
доповнення

[Si1ver 105]

Зробив заміри температури термопарою.

Керн 70С. Далі наганяти не став.

Що цікаво котушка ніби холодніша на дотик (пірометра нема щоб заміряти).

Те що там залізо хєрове було таке припущення. але замінити нема чим - повикидав і пороздавав давно вже такі речі.

Тут дріт проблема знайти по адекватній ціні, вже не кажу щоб взагалі знайти потрібний.

Випросив пару котушок від реле в релейщиків і то дякую. Доведеться просити ще.

Після навали китайського непотребу мало хто вже руками працювати вміє та і нема чим по великому рахунку.

Змінено 27 січня, 2023 користувачем Si1ver

[Олек77 190]

Може резистор у керамічному корпусі 5кОм послідовно поставити?

[Si1ver 105]

, Олек77 написав:

Може резистор у керамічному корпусі 5кОм послідовно поставити?

Та ставив. Там падіння напруги велике. На котушку тоді буде менше 100В. Відповідно продуктивність ніяка.

А на 2,5кОм - то вже опір гріється безбожно.

Презентували дріт 0,11мм. Вчора намотав 10т. витків, 2,3кОм. Сьогодні прожену.

Змінено 6 лютого, 2023 користувачем Si1ver

[jenkins 123]

, Si1ver написав:

В догонку теми. Знайшов намоточний станок і перемотав котушку.

Дріт 0,14мм, кількість витків 7000 , опір 0,9кОм. Намотав під завязку.

Струм 80мА, 220В.

30 хвилин роботи в закритому корпусі - темп керна градусів 60+. По суті те що і було. Не проживе воно довго при роботі 24\7.

Як його , курва, зробити холодним. І як німаки добиваються 5Вт.

Мотнути дротом меншого перерізу щоб збільшити опір тим самим зменшити струм? Іншого варіанту не бачу.

Пробуватиму знайти менший діаметр.

 

Якщо потрібно зменшити струм через котушку - ще один варіант - послідовно з котушкою замість резистора конденсатор неполярний. Перевага - грітися конденсатор не буде. Я розрахувати номінал? Замість конденсатора тимчасово ставимо реостат і підбираємо оптимальний режим. Вимірюємо опір реостата який получився, і рахуємо який номінал конденсатора забезпечить такий самий реактивний опір Xс = 1 /( 2π*50*C). Наприклад для 2.5кОм виходить приблизно 1.3мкФ. Ставимо відповідний конденсатор і перевіряємо роботу. Скоріше за все режим буде трошки інший. Далі пробувати змінювати ємність в більшу або меншу сторону щоб досягти потрібного режиму. 

 

Щодо розрахунку електромагніту. Я з дитинства шукав інформацію про це, в більшості книг що знаходив розрахунок електромагніта був складнішим ніж розрахунок траекторії польоту на Луну. Заумні формули з купою незрозумілих змінних яких незрозуміло звідки брати. На той момент покинув ту затію. Пізніше через роки знайшов якусь древню книгу 195х років, так от в ній були дуже практичні емпіричні розрахунки по табличкам і графікам, які тоді дозволили мені розрахувати електромагніт за 5 хвилин, проте тоді елктромагніт уже не був потрібний... Нажаль книгу не пам'ятаю, але спробуйте знайти інформацію саме в довідниках того періоду, коли вчьоні ще не здуріли з рівняннями Максвела. 

Від себе можу додати - на електромагніт впливає не тільки катушка, але і осердя. У мене непоганий електромагніт получився в результаті розрізання Ш-образного трансформатора на дві частини - сама Ш образна частина і верхня "пластинка". Катушку залишив як є, тобто первинна залишилась без змін. 

Дуже теоретично - потрібно досягти значних витків ( щоб отримати певну ідуктивність не менше ніж скількість там... ) при цьому не зробивши великий активний опір - саме цей опір гріється. Тобто потрібно дійсно товстіший провід, але він уже не влізе в маленьку котушку - розміри потрібно збільшувати.  

Змінено 6 лютого, 2023 користувачем jenkins

[Si1ver 105]

, jenkins написав:

Якщо потрібно зменшити струм через котушку - ще один варіант - послідовно з котушкою замість резистора конденсатор неполярний.

Думав вже таке.

, jenkins написав:

Щодо розрахунку електромагніту.

Сам в ступорі. Враження що просто копіюють один в одного. Теж помітив , купа формул і хз де до них взяти значення.

, jenkins написав:

Дуже теоретично - потрібно досягти значних витків ( щоб отримати певну ідуктивність не менше ніж скількість там... ) при цьому не зробивши великий активний опір - саме цей опір гріється. Тобто потрібно дійсно товстіший провід, але він уже не влізе в маленьку котушку - розміри потрібно збільшувати.

Отут щось не зрозумів. Опір котушки складається з активного+індуктивний. Індуктивний залежить від кількості витків і магнітопроводу. Магнітопровід константа в моєму випадку, отже гратись можу лише витками ну і активним опором обмотки в межах розрахункових струмів по перерізу дроту. Питання - чому не можна робити великим активний опір? Ніби навпаки - чим більше опір тим менше струм через котушку.

[jenkins 123]

, Si1ver написав:

Думав вже таке.

Сам в ступорі. Враження що просто копіюють один в одного. Теж помітив , купа формул і хз де до них взяти значення.

Отут щось не зрозумів. Опір котушки складається з активного+індуктивний. Індуктивний залежить від кількості витків і магнітопроводу. Магнітопровід константа в моєму випадку, отже гратись можу лише витками ну і активним опором обмотки в межах розрахункових струмів по перерізу дроту. Питання - чому не можна робити великим активний опір? Ніби навпаки - чим більше опір тим менше струм через котушку.

 

Тому що активний опір ні на що окрім нагріву не впливає. Це такий самий резистор який Ви підключали ззовні послідовно "на 2,5кОм - то вже опір гріється безбожно.", тільки він всередині катушки. Ідеальна котушка має опір 0 Ом. Все те що вище 0 Ом це просто втрати. Працювати повинна тільки індуктивна складова.

[Si1ver 105]

Зрозумів Вашу точку. Це в ідеалі. Так не буде. А закон Ома в цьому всесвіті фіг обманеш.

[break 206]

В старих книжках пишуть, що магнітне поле залежить від "ампер-витків". Прямопропорційно. Тобто - 1А струму в 10 витках створює таке саме поле, що і 0,1А в 100 витках. Похибка тільки на форму котушки. Струм залежить від опору.

Активний опір котушки залежить від довжини дроту прямопропойційно, а реактивний - квадратична залежність. Активний гріє, реактивний магнітить.

Треба шукати баланс.

Ви намотали 7000 витків і отримали струм в 80мА. А активнй опір - 0,9кОм. Значить реактивного опору всього 1,8кОм.

Тепер якщо ектраполювати на 10000 тоншим дротом, то вийде, що реактивний збільшиться максимум вдвічі (квадрат співвідношення витків), а активний ви наміряли аж 2,3кОм, тобто в 2,5 рази. Це не є гуд.

Бо в результаті отримаєте менше магнітне поле і менше ККД. Бо опір загальний вийде десь 5,5кОм. А отже струм  40мА.

В першому варіанті ви мали 0,08Ах7000=560ампер-витків, в другому зробили 0,04х10000=400. Магнітити буде в півтора рази гірше.

 

Варіант вирішення - мотайте 5-6000 витків.Бо осердя гріється через те, що ви його загнали в насичення. І реактивний опір зросте і грітись має менше. Бо магнітна проникність трансформаторного заліза залежить від індукції.

Це такий є парадокс котушок з осердям - при збільшенні кількості витків індуктивність спочатку зростає, а потім може зменшитись в рази - ви мотаєте більше, а реактивний опір не росте. Бо магнітна проникність має нелінійну залежність від індукції.

Я колись на альсіфері отримав цікавий ефект - котушка при певному струмі за рахунок насичення з синусоїдальної напруги робила пилку, та ще й з гармоніками 3-5-7. Краса

З "магазину" певно так і було, тільки вони мотали дротом потоньше, щоб гроші економити. Тому і опір більше кілоому.

 

Змінено 7 лютого, 2023 користувачем break

[Si1ver 105]

9 годин тому, break написав:

Варіант вирішення - мотайте 5-6000 витків.Бо осердя гріється через те, що ви його загнали в насичення

Та от по тій інфі що в мережі знайшов вчора дійшов емпірично схожого висновку, що велика кількість на перемінці  не є гуд. Німаки ж не просто 5Вт намалювали.

Коротше знову свєта графік поміняла , пішла і був час переосмислити. 

По діаметру дроту там вже нікуди гратися. От лише зі свєтою проблемка: приходжу - вже пішла, вернулася - а вже спатки хоца.

 

Мене з толку збиває те, що китайський варіант заміни (не схоже на оригінал) якраз візуально близько  5-6тис дротом 0,11-0,12мм і грівся градусів до 50-70. Один успішно згорів - опір 1,2кОм. Другий 1,5кОм теж нагрів дикий - відправив продавцю назад.

Бо другу котушку яку принесли на ремонт точно мотано дротом 0,11мм, тисяч 6 витків і залито все якісно лаком і що цікаво нема слідів сильного перегріву. От від неї і почав танцювати.

Змінено 7 лютого, 2023 користувачем Si1ver

[break 206]

Ще про написані 5Вт хотів додати. 5Вт - то активна потужність. А В*А там має бути більше. Ви ж міряєте коли струм, то отримуєте вольтампери.

Тобто - 5Вт то ні граму не 21мА. То 1кОм активного опору і послідовно з ним 2-3 реактивного. А реактивний виглядає в моделі як 3кОм опору, що намагнічує всесвіт, і 10кОм паралельно на втрати на перемагнічування заліза.

Вийде - прилад наміряє десь 60мА споживаного, 12-15В*А типу. Тільки якщо поміряти його фазу, то вийде косинус фі 0,4 чи й менше. І 5Вт активної потужності, яка і гріє вашу котушку.

Для повного щастя поміряти б індуктивність котушки. Німецької, китайської, вашої... Має бути по ідеї 8...10Генрі.

Ще додам - максимальний допустимий струм через дріт 0,011 - 50мА, 0,014 - 70мА.

Може при якісному виконанні в 0,011 і можна загнати 60мА без особливих перегрівів. На межі.

 

 

Змінено 7 лютого, 2023 користувачем break

[jenkins 123]

Про нагрів, перегрів і довговічність. 50-70 градусів це не проблема в принципі. Навіть і трохи більше градусів не було б проблемою. Але за умови що лак на обмоточному проводі розрахований на це ( ну більшість нормальних лаків витримують і більшу температуру ), і що найголовніше - щоб не було міжвиткового КЗ. Достатньо пару міжвиткових КЗ як грітись воно буде одразу. Можливо через неякісний провід або просто брак ізоляція проводу не витримала і коротнуло десь в середині, як результат - перегрів і згорів докінця. Тобто теоретично якщо при тих же витках і тих же режимах але з більш якісним проводом або без дефекту воно б і працювало б без проблем. Я б напевно дізнався б скільки витків було в оригінальному і зробив би на  +5..10% більше витків такого ж діаметру. Ну або китайськький варіант, але +20 % зверху.

[break 206]

, jenkins написав:

Ну або китайськький варіант, але +20 % зверху.

тільки не +20% не тільки кількості витків певно, а і перерізу дроту, +10% туди і +10% туди.

Бо китайці з вірогідністю в 99% намотали майже необхідне, тільки на міді зекономили.Грам-два міді на котушці - а на серії миска рису кожному

Змінено 7 лютого, 2023 користувачем break