Ciclo de trabajo del electroimán

Tengo un proyecto en el que me gustaría usar un electroimán para levantar un objeto durante un período de tiempo más largo. Estaba mirando un imán como este:

http://www.ebay.com/itm/110880874455?ssPageName=STRK:MESINDXX:IT&_trksid=p3984.m1436.l2649

El problema es que el vendedor afirma que no debe usarse durante más de 5 a 10 minutos a la vez (sin una vida útil severamente reducida). Me gustaría un imán que pudiera permanecer encendido durante una hora al menos y levantar/sostener tal vez 20 kg. es posible?

Estaba pensando que uno podría hacer esto obteniendo un imán significativamente más grande que el requerido y encendiéndolo con un voltaje más bajo que el especificado para evitar que se queme (menos corriente pasando por la bobina), pero esto es solo una suposición en mi parte.

El enlace de eBay no dice mucho sobre el electroimán, pero sospecho que se sobrecalentará: consume 10 W de potencia. ¿Se ha puesto en contacto con el vendedor para preguntarle si necesita esperar 1 hora? ¿Puede estar encendido durante 5 minutos y apagado durante 5 minutos repetidamente? Por lo tanto, ¿podría usar dos alternativamente?
Estoy de acuerdo con Andy: el problema es el calentamiento de la bobina. ¿Hay alguna forma de sostener mecánicamente el artículo usando el electroimán para bloquearlo (cerrarlo) y liberarlo? Echa un vistazo a los levantadores de piedras. ggrgroup.com/stone-lifters/boulder-stone-scissor-grab
Pregunté por el ciclo de trabajo / tiempo que podría estar encendido para este artículo: ebay.com/itm/40mm-12V-Holding-Electromagnet-Lift-20kg-Solenoid-/… La respuesta que obtuve fue: "Las horas de trabajo razonables son 5 -10 minutos, podría funcionar durante una hora, pero afectará la vida útil y la temperatura será alta, puede quemar la bobina, sugiera no usar demasiado tiempo, gracias "
Tener dos podría hacer el truco, de lo contrario (como se mencionó) siempre existe la opción de tener algún tipo de mecanismo de bloqueo. Sin embargo, eso aumenta mucho la complejidad de la construcción. ¿Hay alguien que haya hecho algo similar antes? Como un electroimán para atraer el objeto, ¿entonces tal vez un solenoide (carrera) para bloquear?
También puede encontrar una abrazadera de tijera como una opción viable: utiliza el peso del objeto para aplicar una fuerza de sujeción a medida que se levanta. No se necesita pestillo. dlhonline.es/…
Esto puede ser relevante: es posible que pueda interrumpir el suministro una vez que el objeto esté levantado y físicamente en reposo/estable. Esto proviene de las válvulas de solenoide: necesita el suministro completo para cambiar, pero puede reducir el suministro a aproximadamente un tercio una vez que la válvula haya funcionado.
@Andyaka: también puede valer la pena señalar que cuando se usa PWM para controlar la corriente en electroimanes o solenoides, el solenoide o el imán requerirán una velocidad mínima de PWM para un funcionamiento eficiente; los circuitos de transistores de conmutación a menudo tendrán una velocidad máxima. Uno debe asegurarse de que el circuito del transistor pueda adaptarse de manera eficiente a una velocidad que sea lo suficientemente rápida para el magnetismo y luego usar esa velocidad.
@Andy: La analogía de la válvula solenoide no es válida porque la armadura del solenoide está ubicada a cierta distancia de su pieza polar de acoplamiento y se necesita un voltaje más alto que el requerido para mantenerlo hecho para atraerlo. En el caso del electroimán de retención, la entrada de 12 V es el voltaje mínimo necesario para sostener la carga, y dado que el imán solo puede permanecer energizado, como máximo, durante 10 minutos de cada hora, eso es aproximadamente un ciclo de trabajo del 17 % para 12 V, que funciona con un ciclo de trabajo del 100% para 5V. Entonces, dado que el imán está diseñado para sostener la carga con 12 V, 5 V ciertamente no lo cortarán.
@EMFields ¡No estoy seguro de querer pensar más en la pregunta de este año!
¡Funciona para mi! :-)

Respuestas (3)

Respuesta anterior, pero pensé que podría ayudar a otros Trucos para obtener un servicio continuo de solonoide (permanecer encendido) y redusar energía. (Use la resistencia (todavía ahora la resistencia se calienta (piense en el enfriamiento). También cree un ciclo de trabajo, consulte aquí: http://www.electronics-tutorials.ws/io/io_6.html

Vale la pena incluir algunos de los detalles de esa página relacionados con el ciclo de trabajo para que la respuesta siga siendo útil si el enlace muere alguna vez.
¡Método interesante!

Estás adivinando bien.

Puede usar un electroimán más grande y alimentarlo con la misma potencia que un imán más pequeño. Obtendrá una elevación similar.

Lo que reduce la vida útil es la temperatura. El electroimán más grande tiene un área de superficie más alta y puede disipar más calor. Entonces, si se enfría más que un pequeño electroimán, puede tomar más energía sin sobrecalentarse.

Puede buscar electroimanes con diferentes formas (más superficie) o encontrar un electroimán que se pueda atornillar a un poco de aluminio que ayudará a disipar el calor y mantener la temperatura por debajo de los 85 ° C (esa es la temperatura segura para los tipos típicos de aislamiento de cables).

Alimentar un electroimán de CC con PWM (ciclo de trabajo variable) a veces puede ser una mala idea porque:

  1. Los electroimanes como este que se muestra en Ebay no están construidos para corriente alterna. El núcleo sólido producirá calor adicional debido a las corrientes de Foucault . Es por eso que los transformadores y bobinas de CA están hechos de placas delgadas en lugar de metal sólido.

  2. La corriente alterna (PWM), dependiendo de la frecuencia PWM, puede causar un pequeño movimiento de los devanados, que finalmente puede dañar el aislamiento después de mucho tiempo.

Puede evitar estas 2 cosas agregando un filtro después de su regulador PWM (¿condensador grande?).

Dado que el imán solo puede permanecer energizado, como máximo, durante 10 minutos de cada hora, eso es aproximadamente un ciclo de trabajo del 17%.

Suponiendo que el devanado disipa 120 vatios con 12 voltios entre ellos, significa que su devanado tiene una resistencia de 1,2 ohmios y la corriente a través de él será de 10 amperios.

Luego, para una operación continua (ciclo de trabajo del 100 %), la bobina no debe disipar más del 17 % de 120 vatios, que son 20,4 vatios.

Dado que P = E²/R, E = sqrt(PR) y, para una disipación de bobina de 20,4 vatios,

E = raíz cuadrada (20,4 W * 1,2 R) ~ 4,95 voltios.

Con el imán clasificado para soportar 20 kg, o lo que sea, con 12 voltios a través de él, no hay absolutamente ninguna forma de que pueda soportar ese peso con solo 5 voltios a través de él.

La solución obvia es encontrar un electroimán que proporcione la retención que necesita y esté clasificado para un ciclo de trabajo del 100 % o, como usted dice, encontrar uno más grande con un ciclo de trabajo especificado en menos del 100 % para una carga más alta. pero que puede durar para siempre con un suministro de voltaje más bajo y le dará la retención que necesita.