Βασικά στοιχεία περιέλιξης πηνίου

Περιεχόμενο

• Μηχανές και μέθοδοι περιέλιξης πηνίων
• Ορθοκυκλική περιέλιξη
• Οπτικά συσκευασμένο καλώδιο
• Παραγωγή ορθοκυκλικών περιελίξεων
• Υπηρεσία περιτύλιξης ορθοκυκλικής σπείρας
• Bike Coil Rewinding
• Διαφορετικές διεργασίες περιελίξεων

Οι ηλεκτρολόγοι μηχανικοί εκτελούν περιέλιξη πηνίου για να χρησιμοποιήσουν πηνία ως μέρη ηλεκτρικών κυκλωμάτων και για χρήση σε συσκευές όπως οι δακτυλιοειδείς πυρήνες που εμπλέκονται με μαγνητικά πεδία και μαγνητική δύναμη. Το σχήμα και οι μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για την περιέλιξη των πηνίων μπορούν να χρησιμοποιηθούν για διαφορετικούς σκοπούς.

Οι διαφορετικοί τρόποι περιτύλιξης του πηνίου σημαίνει ότι μπορείτε να περιστρέψετε πηνία για συγκεκριμένες χρήσεις, λαμβάνοντας υπόψη την τάση του ηλεκτρικού ρεύματος που κινείται μέσω των πηνίων και των ιδιοτήτων θερμομόνωσης των ίδιων των συσκευών.

Για τους ηλεκτρομαγνήτες, τα υλικά που γίνονται μαγνητικά με την παρουσία ηλεκτρικού ρεύματος που ρέει μέσα από σύρματα, τα πηνία θα πρέπει να τυλίγονται έτσι ώστε οι περιελίξεις που βρίσκονται το ένα δίπλα στο άλλο να κινούνται σε αντίθετες κατευθύνσεις. Αυτό εμποδίζει το ρεύμα που ρέει μέσα από αυτά να ακυρωθεί μεταξύ των στρώσεων των πηνίων.

Οι τρόποι με τους οποίους οι μηχανικοί επιλέγουν τη δομή περιέλιξης και οι μέθοδοι τύλιξης εξαρτώνται από τις επιλογές σχεδιασμού, όπως ο διαθέσιμος χώρος για περιέλιξη κατά το σχεδιασμό πηνίων ή η θέση του τελικού τμήματος του πηνίου που πρόκειται να τυλιχθεί.

Μηχανές και μέθοδοι περιέλιξης πηνίων

Αν θελήσατε να ανεμοποιήσετε ένα πηνίο με το χέρι ή να το κάνετε όσο πιο απροσδιόριστα γίνεται χωρίς σεβασμό στη βέλτιστη φυσική και τα μαθηματικά κάτω από αυτό, άγρια ​​τύλιξη ή αναταραχή.

Η περιστροφική περιέλιξη περιλαμβάνει την τύλιξη τυχαία χωρίς να είναι ευσυνείδητη η στρώση ή η πλήρωση σε βάθος κατάλληλα. Είναι γρήγορη, εύκολη και παίρνει τη δουλειά, αλλά δεν αλλάζει την αυτεπαγωγή του ρυθμιζόμενου καλωδίου για να παράγει μια βέλτιστη τάση. Χρησιμοποιείται σε μικρούς μετασχηματιστές, πηνία ανάφλεξης, μικρούς ηλεκτρικούς κινητήρες και συσκευές με μικρά καλώδια.

Κατά την περιτύλιξη των πηνίων μέσω της ανατροπής, οι μηχανικοί λαμβάνουν επίσης υπόψη τους ύψος περιέλιξης όπως μετράται με h = d²n / b με:

Μηχανές που επιλέγουν να περιελίξουν ελικοειδώς (σπιράλ) σε κάθε στρώμα είναι μηχανές ελικοειδούς περιέλιξης. Καθώς αυτά τα μηχανήματα δημιουργούν στρώματα και στρώματα πηνίου, αλλάζουν μεταξύ των κατευθύνσεων, κινούνται προς τα εμπρός και προς τα πίσω (ή αριστερόχειρες και δεξιόχειρες, όπως χρησιμοποιούν οι μηχανικοί για να αναφερθούν στις οδηγίες αυτές). Αυτό λειτουργεί μόνο για ένα μικρό αριθμό στρώσεων, επειδή όταν φτάσει ένα ορισμένο όριο, η δομή γίνεται πολύ σφιχτή για να περιέχει και μπορεί να προκύψει συστροφή.

Η ορθοκυκλική περιέλιξη είναι η πλέον βέλτιστη μέθοδος για την εκτόνωση κυκλικών σπειρών διατομής τοποθετώντας τα σύρματα στις ανώτερες στρώσεις στις αυλακώσεις των συρμάτων στα κατώτερα στρώματα. Αυτά τα πηνία έχουν καλή αγωγιμότητα θερμότητας και κατανέμουν τακτικά την ισχύ του πεδίου μεταξύ τους.

Ορθοκυκλική περιέλιξη

Οι μηχανικοί λαμβάνουν υπόψη την αποτελεσματικότητα των διαδικασιών περιέλιξης σπειρών ελαχιστοποιώντας τα υλικά και τον χώρο που απαιτείται για την περιέλιξη του πηνίου. Το κάνουν αυτό για να εξασφαλίσουν ότι ξοδεύουν ενέργεια με βέλτιστο τρόπο. Οι ηλεκτρικοί αγωγοί που χρησιμοποιούνται στην περιέλιξη του πηνίου καταλαμβάνουν μια περιοχή και το ίδιο συμβαίνει και με την περιέλιξη που χρησιμοποιείται στη διαδικασία. ο παράγοντα πλήρωσης είναι ο λόγος αυτών των δύο περιοχών και μπορεί να υπολογιστεί ως F = d² nπbh / 4 με:

Οι μηχανικοί προσπαθούν να επιτύχουν όσο το δυνατόν υψηλότερους συντελεστές πλήρωσης για να καταστήσουν τη διαδικασία περιέλιξης του πηνίου όσο πιο αποτελεσματική γίνεται. Αν και οι μηχανικοί γενικά υπολογίζουν ένα θεωρητικό παράγοντα πλήρωσης του .91 για την ορθοκυκλική περιέλιξη, η μόνωση του σύρματος σημαίνει ότι στην πράξη ο συντελεστής πλήρωσης είναι χαμηλότερος.

Κατά την περιέλιξη των πηνίων μέσω της ορθοκυκλικής περιέλιξης, οι μηχανικοί μετράνε ύψος περιέλιξης όπως και h = d με:

Αυτό αντιπροσωπεύει τις γωνίες των διαστημάτων μεταξύ των καλωδίων και των στρωμάτων καλωδίων από την άποψη της εγκάρσιας τομής.

Οπτικά συσκευασμένο καλώδιο

Τα πιό πυκνά συρματοποιημένα σύρματα είναι όσο υψηλότερος είναι ο συντελεστής πληρώσεως, καθώς η μηχανή περιέλιξης πηνίου μπορεί να χρησιμοποιήσει την αγωγιμότητα θερμότητας της περιέλιξης για να αποτρέψει την απώλεια θερμότητας. Η ορθοκυκλική περιέλιξη, η βέλτιστη μέθοδος τοποθέτησης κυκλικών εγκάρσιων σπειρών, επιτρέπει στους μηχανικούς να επιτύχουν έναν παράγοντα πλήρωσης περίπου 90% με αυτόν τον τρόπο.

Μέσω αυτής της μεθόδου, τα στρογγυλά σύρματα στο ανώτερο στρώμα μιας μηχανής περιελίξεως πηνίου θα πρέπει να συσκευάζονται έτσι ώστε να βρίσκονται στις αυλακώσεις των συρμάτων στο κάτω στρώμα για να εξασφαλίσουν ότι η συσκευασία μπορεί να περικλείει όσο το δυνατόν περισσότερα σύρματα. Η πλάγια όψη των σπειρών που είναι διατεταγμένα με αυτό τον τρόπο δείχνει πώς τα διαφορετικά στρώματα οργανώνονται με τον πλέον αποτελεσματικό τρόπο.

Η περιέλιξη θα πρέπει να τρέξει παράλληλα με τις φλάντζες περιέλιξης, τα στηρίγματα που χρησιμοποιούνται για να βεβαιωθείτε ότι οι ρόλοι είναι άνετοι και πιο αποτελεσματικοί. Οι μηχανικοί θα πρέπει να ρυθμίζουν το πλάτος τυλίγματος σε αριθμό στροφών ανά στρώμα της περιέλιξης. Εάν οι περιοχές διατομής των συρμάτων αυτών είναι μη κυκλικές, η περιοχή διασταύρωσης μεταξύ των συρμάτων πρέπει να βρίσκεται στη μικρή πλευρά του σώματος του πηνίου.

Οι μηχανικοί αποφασίζουν τη δομή τυλίγματος με βάση τις ανάγκες και τους σκοπούς του ίδιου του πηνίου. Τέλος, τα σύρματα πηνίων μπορούν να διαμορφωθούν σε μορφές ορθογωνίου ή επίπεδου εγκάρσιας διατομής έτσι ώστε να μην υπάρχουν κενά αέρος μεταξύ τους ως ακόμη καλύτερη μέθοδος περιελίξεως για ακόμη μεγαλύτερο παράγοντα πληρώσεως.

Παραγωγή ορθοκυκλικών περιελίξεων

Η δημιουργία και λειτουργία μηχανών που μπορούν να κατασκευάσουν ορθοκυκλικές περιελίξεις με τέτοια ακρίβεια και φροντίδα σημαίνει ότι οι μηχανικοί πρέπει να αντιμετωπίσουν ορισμένα προβλήματα. Συχνά, οι μηχανικοί και οι ερευνητές μπορούν να αντιμετωπίσουν προβλήματα με το πώς οι μηχανές περιέλιξης των πηνίων ανεβαίνουν με τόσο υψηλές ταχύτητες.

Τα καλώδια στην πράξη δεν είναι τόσο ευθέα όσο είναι σε θεωρητικούς υπολογισμούς και μοντέλα και, αντίθετα, ο όγκος και η μάζα του ίδιου του σύρματος καθιστούν ακόμη πιο δύσκολη τη διαδικασία περιέλιξης του πηνίου. Οποιαδήποτε κάμψη, ανωμαλία στην ομοιομορφία ή το σχήμα ή οποιοδήποτε άλλο χαρακτηριστικό που οι εξισώσεις βέλτιστων δομών περιέλιξης ελικοειδών δεν συνυπολογίζουν θα αντισταθμίσουν την παραγωγή ενός ολόκληρου πηνίου.

Όταν περιελίσσεται ένα πηνίο μέσω των περιελίξεων της μηχανής πηνίου, ακόμη και το υλικό που χρησιμοποιείται στην επιφάνεια των πηνίων προσθέτει ένα πάχος στη διάμετρο των κυκλικών διατομών των πηνίων και το υλικό στην επιφάνεια αυτών των σπειρών επηρεάζει τη διαδικασία περιέλιξης του πηνίου.

Η επικάλυψη μπορεί να προκαλέσει συρρίκνωση των συρμάτων μεταξύ τους, επέκταση ή συστολή λόγω μεταβολών της θερμοκρασίας, μεταβολής της ακαμψίας ή αντοχής και ακόμη επιμήκυνση μιας ορισμένης ποσότητας ως αποτέλεσμα όλων αυτών των δυνάμεων. Αυτό καθιστά πιο δύσκολο για τους μηχανικούς να προσδιορίσουν την κατάλληλη κλίση σύρματος και τον τρόπο που αλλάζει σε σχέση με τη διάμετρο του καλωδίου.

Υπηρεσία περιτύλιξης ορθοκυκλικής σπείρας

Αν και η ορθοκυκλική εκκαθάριση μπορεί να φαίνεται σαν η βέλτιστη μέθοδος, οι μηχανικοί πρέπει να αντιμετωπίσουν προβλήματα κατά την εφαρμογή των ιδεών στην πράξη. Με τις παραμέτρους που καθορίζονται για τον έλεγχο του αριθμού και του σχεδιασμού των περιελίξεων του πηνίου, οι μηχανές περιέλιξης πηνίων χρησιμοποιούν μια επαναληπτική προσέγγιση για την εκτίμηση της διατομής και του διαθέσιμου χώρου για μονωμένο πηνίο. Η επαναληπτική προσέγγιση αντιπροσωπεύει παραμορφώσεις και αλλαγές σχήματος σε κάθε βήμα μετά την προσθήκη κάθε στρώματος, μία προς μία.

Οι μηχανικοί μπορούν να αντιμετωπίσουν αυτά τα ζητήματα εξασφαλίζοντας ότι κάθε τμήμα ενός σύρματος περιέλιξης του πρώτου στρώματος ταιριάζει σε μια συγκεκριμένη θέση που έχει ήδη υπολογίσει το μηχάνημα. Οι μηχανές περιέλιξης πηνίων μπορούν να χρησιμοποιήσουν το γεωμετρία αυλακώσεων για να καθορίσετε τον τρόπο με τον οποίο τα επόμενα στρώματα ταιριάζουν στον διαθέσιμο χώρο μέσω προσεγγίσεων. Το μηχάνημα μετρά τις θέσεις για να τοποθετήσει κατάλληλα κάθε στρώμα σύρματος, λαμβάνοντας υπόψη τις αλλαγές στο σχήμα του πηνίου, λαμβάνοντας υπόψη τις δυνάμεις που θέτουν τα ζητήματα.

Αυτή η επαναληπτική διαδικασία δημιουργεί καλώδια που έχουν εξαιρετικό φορτίο για ορισμένες χρήσεις όπως τροχαλίες. Μπορούν να εφαρμόζουν τις κατάλληλες αυλακώσεις στην περιέλιξη για να ταιριάζουν στο σχήμα της συσκευής, ειδικά σε περιπτώσεις όπου η παραμόρφωση του σύρματος είναι αναπόφευκτη.

Bike Coil Rewinding

Παρόμοια με τις μηχανές περιέλιξης πηνίων, μπορείτε να γυρίσετε το πίσω στάτωρ ενός ποδηλάτου μέσα από μια σειρά βημάτων. Τα ποδήλατα χρησιμοποιούν στάτορες ως τύμπανα χάλυβα για την προστασία των εσωτερικών λειτουργιών ενός ηλεκτροκινητήρα. Χρησιμοποιούν το μαγνητισμό των συρμάτων για να τροφοδοτούν τις διαδικασίες τους.

Θα χρειαστείτε ένα μαχαίρι, ένα κατσαβίδι, χαλύβδινο μαλλί, ένα πανί, σύρμα χαλκού, καλώδια ακροδεκτών, ένα πολύμετρο ή ένα ωμόμετρο και υγρό καουτσούκ.

Διαφορετικές διεργασίες περιελίξεων

Μέθοδος γραμμικής περιέλιξης
Η μέθοδος γραμμικής περιέλιξης της περιέλιξης του πηνίου δημιουργεί περιελίξεις σε περιστρεφόμενα σώματα πηνίων ή συσκευές που φέρουν πηνία. Αναγκάζοντας το καλώδιο μέσω ενός σωλήνα καθοδήγησης, οι μηχανικοί μπορούν να τοποθετήσουν το καλώδιο πάνω σε έναν στύλο ή μια διάταξη σύσφιξης για να παραμείνουν ασφαλείς.

Ο σωλήνας καθοδήγησης του σύρματος στη συνέχεια τοποθετεί κάθε στρώμα του σύρματος έτσι ώστε το τραύμα του έτσι ώστε το σύρμα να διανέμεται μέσα από το χώρο περιέλιξης του σώματος πηνίου. Ο σωλήνας καθοδήγησης μετακινεί το πηνίο για να υπολογίζει τις διαφορές στις διαμέτρους του σύρματος μερικές φορές με συχνότητες περιστροφικής ταχύτητας μέχρι 500 s^-1 με ταχύτητες 30 m / s.

Μέθοδος εκκαθάρισης φραγμού
Η περιέλιξη του πτερυγίου ή η περιέλιξη της ατράκτου χρησιμοποιεί ένα ακροφύσιο που συνδέει τα καλώδια με ένα φυλλάδιο, μια περιστρεφόμενη συσκευή σε απόσταση από το πηνίο. Ο άξονας του φυλλομετρητή στερεώνει το στοιχείο περιέλιξης στην περιοχή τυλίγματος έτσι ώστε το καλώδιο να στερεωθεί εκτός του φυλλαδίου. Τα συρμάτινα καλώδια ή οι παραμορφώσεις τραβούν προς τα μέσα και στερεώνουν το καλώδιο έτσι ώστε τα εξαρτήματα να αλλάζουν γρήγορα μεταξύ τους. Αυτές οι συσκευές αφήνουν τα διάφορα εξαρτήματα του καλωδίου με συνδετήρες που στερεώνονται στο μηχάνημα.

Με το περιστροφικό πηνίο ακίνητο, τα σύρματα περιστρέφονται και στρωματοποιούνται γύρω από αυτό χρησιμοποιώντας υψηλής ισχύος ρότορες. Οι ρότορες αποτελούνται από μεταλλικά φύλλα, έτσι ώστε το φυλλάδιο να μην οδηγείται άμεσα, αλλά, αντίθετα, το σύρμα οδηγείται κατά μήκος των οδηγητών μπλοκ για αυλακώσεις ή σχισμές της θέσης που προορίζεται να είναι.

Μέθοδος τύλιξης βελόνας
Τα μηχανήματα που χρησιμοποιούν περιελίξεις με βελόνες στρέφουν τα καλώδια χρησιμοποιώντας βελόνα με ακροφύσιο σε ορθή γωνία προς την κατεύθυνση της κίνησης των καλωδίων. Το ακροφύσιο τότε ανυψώνεται για κάθε αυλάκι στο στρώμα του πηνίου. Στη συνέχεια η διαδικασία αναστρέφεται για να προσθέσει πηνία προς την άλλη κατεύθυνση. Αυτό επιτρέπει στους μηχανικούς να επιτύχουν τις ακριβείς δομές στρώσεων.

Μέθοδος τορφοειδούς περιελίξεως
Για να δημιουργηθεί ένα σπειροειδές σύρμα γύρω από έναν κυκλικό δακτύλιο, η μέθοδος σπειροειδούς περιέλιξης τοποθετεί τον δακτυλιοειδή πυρήνα γύρω από τον οποίο είναι συσπειρωμένα σύρματα. Καθώς περιστρέφεται το σπειροειδές, το μηχάνημα στρέφει τα καλώδια γύρω. Ο μηχανισμός συρμάτωσης σύρματος διανέμει το σύρμα γύρω έως ότου το δακτυλιοειδές είναι πλήρως ενσύρματο. Αν και αυτή η μέθοδος έχει υψηλό κόστος κατασκευής, τείνει να δώσει χαμηλή απώλεια ισχύος λόγω της μαγνητικής ροής και να έχει ως αποτέλεσμα ευνοϊκές πυκνότητες ισχύος.