Inhoud
- Wikkelmachines en -methoden
- Orthocyclisch wikkelen
- Dicht op elkaar gepakte draad
- Productie van orthocyclische wikkelingen
- Orthocyclische spoelopwikkelservice
- Terugspoelen van fietsrollen
- Verschillende wikkelprocessen
Elektrotechnici voeren spoelwikkeling uit om spoelen te gebruiken als onderdelen van elektrische circuits en voor gebruik in apparaten zoals toruskernen die betrokken zijn bij magnetische velden en magnetische kracht. De vorm en methoden die worden gebruikt om spoelen op te winden, kunnen ze voor verschillende doeleinden gebruiken.
Door de verschillende manieren om de spoel te winden, kunt u spoelen winden voor specifiek gebruik door rekening te houden met de spanning van de elektrische stroom die door de spoelen wordt gestuurd en de warmte-isolatie-eigenschappen van de apparaten zelf.
Voor elektromagneten, materialen die magnetisch worden in de aanwezigheid van elektrische stroom die door draden stroomt, moeten spoelen zodanig worden gewikkeld dat naast elkaar liggende wikkelingen in tegengestelde richtingen bewegen. Dit voorkomt dat de stroom die erdoorheen stroomt zichzelf uitschakelt tussen de lagen spoelen.
De manieren waarop ingenieurs de wikkelstructuur selecteren en wikkelmethoden zijn afhankelijk van de ontwerpkeuzes, zoals de beschikbare ruimte voor het wikkelen bij het ontwerpen van spoelen of de locatie van het laatste deel van de spoel dat bedoeld is om te worden gewikkeld.
Wikkelmachines en -methoden
Als je een spoel met de hand wilde winden of het zo willekeurig mogelijk wilt doen zonder respect voor de optimale fysica en wiskunde hieronder, wordt deze methode genoemd wild kronkelend of wirwar.
Allegaartjewikkeling omvat willekeurig wikkelen zonder zich bewust te zijn van de laag of de diepten correct in te vullen. Het is snel, gemakkelijk en klaart de klus, maar het verandert niets aan de inductie van de opstelling van de wonddraad om een optimale spanning te produceren. Het wordt gebruikt in kleine transformatoren, bobines, kleine elektrische motoren en apparaten met kleine draadmeters.
Bij het wikkelen van spoelen door wirwar, houden technici ook rekening met de opwindhoogte zoals gemeten door h = d2n / b met:
Machines die ervoor kiezen om spoelen spiraalvormig (spiraalvormig) in elke laag te wikkelen, zijn spiraalvormige wikkelmachines. Aangezien deze machines lagen en lagen spiraal vormen, schakelen ze tussen richtingen en bewegen ze vooruit en achteruit (of links- en rechtshandig, zoals ingenieurs gebruiken om naar die richtingen te verwijzen). Dit werkt alleen voor een klein aantal lagen omdat wanneer het een bepaalde limiet bereikt, de structuur te strak wordt om te bevatten en wirwar kan veroorzaken.
Orthocyclische wikkeling is de meest optimale methode om cirkelvormige dwarsdoorsnelspoelen op te winden door de draden in de bovenste lagen in de groeven van draden in de onderste lagen te plaatsen. Deze spoelen hebben een goede warmtegeleiding en verdelen de veldsterkte regelmatig goed onder elkaar.
Orthocyclisch wikkelen
Ingenieurs houden rekening met de efficiëntie van hun spoelwikkelingsprocessen door de materialen en de ruimte die nodig zijn voor spoelwikkeling te minimaliseren. Ze doen dit om ervoor te zorgen dat ze op een optimale manier energie verbruiken. De elektrische geleiders die bij het wikkelen van de spoel worden gebruikt, bezetten een gebied, evenals de wikkeling die in het proces wordt gebruikt. De vulfactor is de verhouding tussen deze twee gebieden en kan worden berekend als F = d2 nπbh / 4 met:
Ingenieurs proberen zo hoog mogelijke vulfactoren te bereiken om het spoelwikkelingsproces zo efficiënt mogelijk te maken. Hoewel ingenieurs over het algemeen een berekenen theoretische vulfactor van .91 voor orthocyclische wikkeling betekent de draadisolatie dat in de praktijk de vulfactor lager is.
Bij het wikkelen van spoelen door orthocyclisch winden, meten ingenieurs opwindhoogte als h = d met:
Dit verklaart de hoeken van de ruimtes tussen de draden en lagen draden vanuit het gezichtspunt van de dwarsdoorsnede.
Dicht op elkaar gepakte draad
Hoe dichter gepakte draden zijn, hoe hoger de vulfactor, omdat de spoelwikkelmachine de warmtegeleiding van de wikkeling kan gebruiken om warmteverlies te voorkomen. Met orthocyclische wikkeling, de optimale methode voor het rangschikken van cirkelvormige dwarsdoorsneden, kunnen ingenieurs op deze manier een vulfactor van ongeveer 90% bereiken.
Via deze methode moeten ronde draden in de bovenste laag van een spoelwikkelmachine zodanig worden verpakt dat ze zich in de groeven van de draden in de onderste laag bevinden om ervoor te zorgen dat de verpakking zoveel mogelijk draden kan omvatten. Het zijaanzicht van de op deze manier gerangschikte spoelen laat zien hoe verschillende lagen zich op de meest efficiënte manier rangschikken.
Het opwinden zou moeten lopen evenwijdig aan de wikkelflenzen, de steunen die worden gebruikt om ervoor te zorgen dat spoelen zo strak en efficiënt mogelijk winden. Ingenieurs moeten de wikkelbreedte aanpassen aan het aantal windingen per laag van de wikkeling. Als de dwarsdoorsnedegebieden van deze draden niet-cirkelvormig zijn, moet het crossover-gebied tussen de draden zich aan de kleine zijde van het spoellichaam bevinden.
Ingenieurs bepalen de wikkelingsstructuur op basis van de behoeften en doeleinden van de spoel zelf. Ten slotte kunnen spoeldraden gevormd worden in rechthoekige of platte dwarsdoorsnedevormen zodat er geen luchtspleten tussen zijn als een nog meer optimale wikkelmethode voor een nog grotere vulfactor.
Productie van orthocyclische wikkelingen
Om machines te maken en te bedienen die orthocyclische wikkelingen met zulke precisie en zorg kunnen produceren, moeten ingenieurs enkele problemen aanpakken. Vaak kunnen ingenieurs en onderzoekers problemen ondervinden met hoe de spoelwikkelmachines op zulke hoge snelheden winden.
Draden zijn in de praktijk ook niet zo recht als in theoretische berekeningen en modellen en in plaats daarvan maken het volume en de massa van de draad zelf het spoelwikkelproces nog moeilijker. Elke vorm van bocht, anomalie in uniformiteit of vorm of een ander kenmerk waar de vergelijkingen van optimale spoelwikkelstructuren geen rekening mee houden, zal de productie van een volledige spoel compenseren.
Wanneer een spoel door de wikkelingen van de spoelmachine wordt gewikkeld, voegt zelfs het materiaal dat op het oppervlak van de spoelen zelf wordt gebruikt een dikte toe aan de diameter van de cirkelvormige dwarsdoorsnede van de spoelen en het materiaal op het oppervlak van deze spoelen beïnvloeden het spoelwikkelproces.
De coating kan ervoor zorgen dat draden tegen elkaar schuiven, uitzetten of samentrekken als gevolg van veranderingen in temperatuur, verandering in stijfheid of duurzaamheid en zelfs een bepaalde hoeveelheid verlengen als gevolg van al deze krachten. Dit maakt het voor ingenieurs moeilijker om de juiste draadgradiënt te bepalen en hoe dat verandert ten opzichte van de draaddiameter.
Orthocyclische spoelopwikkelservice
Hoewel orthocyclische wikkeling de optimale methode lijkt, moeten ingenieurs problemen aanpakken bij het in de praktijk brengen van ideeën. Met de parameters die zijn gespecificeerd om het aantal en het ontwerp van de spoelwikkelingen te regelen, gebruiken spoelwikkelmachines een iteratieve benadering om de doorsnede en de beschikbare ruimte voor geïsoleerde spoel te schatten. De iteratieve benadering houdt rekening met vervormingen en vormveranderingen bij elke stap na het één voor één toevoegen van elke laag.
Ingenieurs kunnen deze problemen aanpakken door ervoor te zorgen dat elk onderdeel van een wikkeldraad van de eerste laag in een bepaalde positie past die de machine al heeft berekend. De spoelwikkelmachines kunnen de groefgeometrie om te bepalen hoe de volgende lagen in de beschikbare ruimte passen door middel van benaderingen. De machine meet de locaties om elke draadlaag op de juiste manier te plaatsen door rekening te houden met de veranderingen in de vorm van de spoel door rekening te houden met de krachten die de problemen veroorzaken.
Dit iteratieve proces creëert draden met een uitzonderlijke belasting voor bepaalde toepassingen zoals katrollen. Ze kunnen de juiste groeven op de wikkeling aanbrengen om te passen bij de vorm van het apparaat, vooral in gevallen waarin de vervorming van de draad onvermijdelijk is.
Terugspoelen van fietsrollen
Net als bij spoelwikkelmachines, kunt u de spoel terugspoelen stator van een fiets door een reeks stappen. Fietsen gebruiken stators als stalen vaten om de interne werking van een elektromotor te beschermen. Ze gebruiken het magnetisme van draden om hun processen te voeden.
U hebt een mes, een schroevendraaier, staalwol, een doek, koperdraad, aansluitdraden, een multimeter of een ohmmeter en vloeibaar rubber nodig.
Verschillende wikkelprocessen
Lineaire wikkelmethode
De lineaire wikkelmethode voor het wikkelen van wikkelingen creëert wikkelingen op roterende wikkellichamen of spoelvoerende apparaten. Door de draad door een geleidebuis te persen, kunnen ingenieurs de draad op een paal of een klemapparaat monteren om veilig te blijven.
De draadgeleidingsbuis legt vervolgens elke laag van de draad zodanig neer dat deze zodanig wordt gewikkeld dat de draad zich door de wikkelruimte van het spoellichaam verdeelt. De geleidebuis verplaatst de spoel om rekening te houden met de verschillen in draaddiameters, soms met rotatiesnelheidfrequenties tot 500 s-1 met snelheden van 30 m / s.
Flyerwikkeling methode
Flyerwikkeling of spilwikkeling gebruikt een mondstuk dat draden hecht aan een flyer, een roterend apparaat op een afstand van de spoel. De vliegas fixeert de wikkelcomponent in het wikkelgebied zodat de draad zichzelf buiten de vlieger fixeert. Draadclips of afbuigingen trekken mee en fixeren de draad zodat de componenten snel tussen elkaar wisselen. Deze apparaten laten de verschillende componenten van de draad met clips die aan de machine bevestigen.
Met de rotatiespoel stationair, worden de draden geroteerd en eromheen gelaagd met behulp van krachtige rotoren. De rotors zijn opgebouwd uit metalen platen zodat de flyer niet direct wordt geleid, maar in plaats daarvan wordt de draad over geleidingsblokken geleid voor groeven of sleuven van de locatie waar het bedoeld is.
Naaldwikkeling methode
Machines die naaldwinding gebruiken wikkelen de draden met een naald met een spuitmond in een rechte hoek met de richting van de beweging van de draden. Het mondstuk heft dan zichzelf op voor elke groef in de laag van de spiraal. Het proces keert zichzelf vervolgens om om spoelen in de andere richting toe te voegen. Hiermee kunnen ingenieurs de precieze laagstructuren bereiken.
Toroidale wikkelmethode
Om een toroid van draden rond een cirkelvormige ring te creëren, monteert de toroidale wikkelmethode de toroidale kern waarrond een draden gewikkeld zijn. Terwijl de torus draait, wikkelt de machine de draden rond. Het draadwikkelmechanisme verdeelt de draad rond totdat de torus volledig is bedraad. Hoewel deze methode hoge productiekosten heeft, hebben ze de neiging om een laag sterkteverlies te geven als gevolg van magnetische flux en resulteren in gunstige vermogensdichtheden.