Les solénoïdes présentent-ils des moteurs EMF de retour?

Je viens d'acheter des solénoïdes de flipper et je les expérimentais; La résistance CC est d'environ 30 ohms, ils fonctionnent à environ 30 volts et ils se maintiennent à environ 6. J'ai essayé de les contrôler avec des relais 10A et j'ai constaté que le relais a parfois verrouillé arqué même si j'ai des diodes de retour, j'ai donc regardé le solénoïde tension avec une portée. Un côté du solénoïde est connecté à l'alimentation positive via un relais et un fusible PTC; l'autre côté est mis à la terre. La portée est directement à travers le solénoïde.

Il semble que lorsque le solénoïde est actif, la tension vole jusqu'à plus de +200 volts. Pas la tension inverse qui apparaîtrait lors de la libération d'un solénoïde sans diode de retour - tension directe. Je suppose que la bobine magnétise efficacement la limace, et que lorsque la limace se déplace ensuite dans la bobine, elle génère de nouveau des CEM; parce que la bobine traverse plus de lignes de force à mesure qu'elle se rapproche de la balle, l'EMF arrière n'est pas limité à la tension d'entraînement comme ce serait le cas avec un moteur conventionnel. Une telle EMF arrière impliquerait-elle que le courant du solénoïde tomberait à zéro pendant la course? Un tel comportement est-il typique pour les solénoïdes?

Si un tel comportement est typique des solénoïdes, il semblerait que toute l'énergie "utile", à l'exception de ce qui pourrait être nécessaire pour maintenir le solénoïde (si désiré), serait transmise avant que le courant ne tombe à zéro, et l'on pourrait réduire la consommation d'énergie énormément en regardant l'utilisation actuelle. Je suppose que si des facteurs mécaniques empêchent la limace de se déplacer rapidement, le courant pourrait ne pas tomber complètement à zéro, mais le fait de surveiller la dérivée du courant pour devenir positif-négatif-positif devrait toujours fournir un "arrêt optimal" identifiable. point. Y a-t-il des circuits de commande de solénoïde qui exploitent cela? Certes, les contacts de fin de voyage pourraient aider à fournir un tel comportement, mais ceux-ci ajoutent de la complexité mécanique. Les solutions tout électroniques sont-elles pratiques?

solenoid back-emf supercat
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Toutes les bobines et tous les appareils qui utilisent des bobines ont un EMF arrière. C'est juste l'effet secondaire d'avoir une bobine. La limace n'a même pas besoin d'être aimantée pour que cela fonctionne.

AndrejaKo

L'effet que vous décrivez est inhabituel mais peut avoir du sens. Je n'ai pas entendu parler de cela et une rapide gargouille à travers les pages Internet ne fournit aucune indication que c'est un effet accepté. côte "à la maison si l'entraînement a été retiré en cours de course. Vérifiez soigneusement votre circuit, vérifiez les résultats numériques, utilisez un scopt pour vous assurer que vous ne vous trompez pas. Brevetez-le :-) :-)

Russell McMahon

@AndrejaKo: Une inductance qui est sous tension fera initialement chuter la tension égale à la tension appliquée jusqu'à ce que le courant commence à circuler un temps infinitésimal plus tard; Je suppose que l'on pourrait rappeler cela EMF. Un inducteur non mobile, cependant, aura un courant qui augmente de façon monotone tant que la tension appliquée est positive. Essayer de réduire le courant dans une telle inductance entraînera une baisse de tension négative. Ma question est de savoir s'il est typique que la tension directe sur un solénoïde dépasse la tension d'alimentation, et si cela peut être exploité lors de leur contrôle?

supercat

C'est une question très similaire à celle-ci , et sa réponse pourrait également vous aider.

Cerin

@Cerin: Je n'ai rien remarqué dans cette question, réponse ou entrée de blog liée, qui indiquait si le mouvement de la limace affectait le comportement du solénoïde, ce qui était le détail qui m'intéressait particulièrement. Y a-t-il quelque chose qui m'a manqué ?

supercat

Réponses:

Il pourrait y avoir un petit effet EMF arrière lorsque le slug se déplace. Cependant, je doute sérieusement que ce soit la cause de la haute tension à la fermeture. Il peut y avoir d'autres effets:

Les contacts du relais rebondissent. Cela signifie que le solénoïde sera déconnecté plusieurs fois, même pendant une opération globale "marche". Ces courtes déconnexions qui se produisent après l'accumulation de courant peuvent provoquer une tension élevée pendant une courte période.
Sonnerie. Il y a une capacité inévitable dans le système à travers la bobine. Lorsque la bobine est allumée, c'est comme alimenter un circuit de réservoir. Dans des conditions idéales, cela pourrait sonner jusqu'à deux fois la tension d'entrée, en particulier avec un rebond de contact. En pratique, la résistance CC d'un solénoïde est généralement suffisamment importante pour amortir suffisamment bien le système et les R et L du solénoïde dominent.
Ce n'est pas vraiment là. La portée peut vous montrer des choses qui ne se produisent pas vraiment aux transitoires et en particulier avec une mauvaise mise à la terre de la sonde.

Je ne sais pas exactement ce qui se passe, sauf que je suis assez sceptique quant au fait que l'EMF va vraiment à 200 V. Je n'aime pas non plus que le fusible PTC soit en série pour tester ces choses. Essayez de le raccourcir et voyez ce que cela fait. Essayez également de placer une diode inversée immédiatement à travers le solénoïde, pas à l'autre extrémité d'un fil ou de l'autre côté du fusible PTC. Cela devrait être une diode rapide.

Olin Lathrop
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Je m'attendrais à ce que le rebond de contact de relais provoque une EMF avant, plutôt qu'une EMF arrière. Je n'avais pas pensé à la capacité provoquant la sonnerie; cela semble être une possibilité certaine. J'ai une diode 300V directement entre les bornes du solénoïde, mais ce n'est probablement pas terriblement rapide. Je pourrais court-circuiter le fusible PTC, mais je ne pense pas que cela aurait beaucoup d'effet. La masse de l'oscilloscope est attachée au fil du solénoïde négatif et la pointe au positif. Même s'il y avait un certain effet "transformateur", le nombre de tours dans la bobine devrait éclipser le "tour" de la boucle de terre.

supercat

Je regardais les choses un peu plus, et il semble y avoir une sonnerie liée au rebond de contact. Il semble un peu étrange que la sonnerie oscille beaucoup plus au-dessus de l'offre qu'en dessous, et peut-être que le mouvement de la limace a joué un rôle, mais je ne pense pas qu'un tel effet semble fiable. Trois des quatre chiffres ont des contacts qui s'ouvrent lorsque le solénoïde est actif; J'aimerais une approche qui pourrait fonctionner uniformément pour les quatre chiffres, mais je pense que mon meilleur pari est de faire travailler trois chiffres avec les contacts, puis de trouver un contact pour le quatrième.

supercat

C'est ce qu'on appelle un transitoire. Les transitoires sont causés par des changements soudains dans les champs.

L'énergie est stockée dans le champ magnétique. La tension est causée par la variation du champ magnétique au fil du temps. Si vous connectez ou déconnectez le circuit, le champ change en provoquant une tension. Ce transitoire peut être stocké dans un condensateur pour une utilisation ultérieure. Passer du fer devant un conducteur ne produira pas d'électricité. Changer un champ par rapport au temps le sera.

Un condensateur est le même. Il stocke de l'énergie dans le champ diélectrique. L'ampérage est le taux de variation du champ électrique. Plus la décharge est rapide, plus le courant est élevé.

Kuragari
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Déplacer un morceau de fer non magnétisé à travers un champ ne produira pas d'électricité, mais déplacer un morceau de fer magnétisé à travers un champ le fera. Lorsqu'un solénoïde est excité, je m'attendrais à ce que le fer devienne magnétisé en conséquence et qu'une telle aimantation puisse le faire produire un courant lors de son déplacement, mais je n'ai aucune idée de ce qu'est le comportement réel. Conceptuellement, je m'attendrais à ce que la limace en mouvement génère une tension opposée à l'écoulement du courant, mais je n'ai aucune idée du comportement réel.

supercat