Соленоиды демонстрируют обратно ЭДС, как двигатели?

Я только что купил несколько соленоидов для игры в пинбол и экспериментировал с ними; Сопротивление постоянному току составляет около 30 Ом, они активируются при напряжении около 30 В, и они держатся при напряжении около 6. Я пытался управлять ими с помощью реле 10 А и обнаружил, что реле иногда защелкивается, даже если у меня есть диоды обратного хода, поэтому я посмотрел на соленоид напряжение с областью. Одна сторона соленоида соединена с положительным источником питания через реле и предохранитель PTC; другая сторона заземлена. Область находится прямо через соленоид.

Похоже, что когда соленоид активен, напряжение поднимается до +200 вольт. Не обратное напряжение, которое появилось бы при отпускании соленоида без обратного диода - прямое напряжение. Я бы предположил, что катушка эффективно намагничивает пулю, и что когда пуля затем перемещается в катушку, она генерирует обратную ЭДС; Поскольку катушка пересекает большее количество силовых линий, при этом она приближается к пробке, обратная ЭДС не ограничивается напряжением возбуждения, как это было бы с обычным двигателем. Будет ли такая обратная ЭДС означать, что ток соленоида будет падать до нуля во время хода? Такое поведение характерно для соленоидов?

Если такое поведение типично для соленоидов, может показаться, что вся «полезная» энергия, за исключением того, что может понадобиться для удержания соленоида (при желании), будет передана до того, как ток упадет до нуля, и можно было бы снизить потребление энергии. чрезвычайно, наблюдая за текущим использованием. Я предполагаю, что если механические факторы препятствуют быстрому движению пули, ток может не упасть до нуля, но наблюдение за тем, как производная тока станет положительной, отрицательной и положительной, все равно должно обеспечить идентифицируемое «оптимальное отключение». точка. Существуют ли какие-либо схемы привода соленоида, которые используют это? Конечно, контакты в конце путешествия могут помочь обеспечить такое поведение, но они добавляют механическую сложность. Практичны ли полностью электронные решения?

solenoid back-emf

— Supercat
источник

Все катушки и все устройства, которые используют катушки, имеют обратную ЭДС. Это просто побочный эффект наличия катушки. Слизняк даже не нужно намагничивать, чтобы это работало.

— AndrejaKo

Эффект, который вы описываете, необычен, но потенциально имеет смысл. Я не слышал об этом, и быстрый горгулий на интернет-страницах не дает никаких признаков того, что это приемлемый эффект. Нужно полагаться на то, что арматура притягивается сильнее, чем требуется, чтобы она входила в режим, в котором она будет " Побережье "домой, если диск был удален на полпути через удар. Тщательно проверяйте свою схему, проверяйте числовые результаты, используйте прицел, чтобы убедиться, что вы не обманываете себя. Патентуйте это :-) :-)

— Рассел МакМэхон

@AndrejaKo: Индуктор, который находится под напряжением, будет первоначально падать напряжение, равное приложенному напряжению, пока ток не начнет течь бесконечно малое время спустя; Я думаю, что можно было бы назвать это обратно ЭДС. Однако неподвижный индуктор будет иметь ток, который монотонно возрастает, пока приложенное напряжение является положительным. Попытка уменьшить ток в таком индукторе приведет к отрицательному падению напряжения. У меня вопрос: характерно ли, чтобы прямое напряжение на соленоиде превышало напряжение питания, и может ли это использоваться при управлении ими?

— суперкат

Это очень похоже на этот вопрос , и его ответ может также помочь вам.

— Церин

@Cerin: Я не заметил ничего в этом вопросе, ответе или связанной записи в блоге, в которой упоминалось, влияло ли движение слизня на поведение соленоида, и это было деталью, которая меня особенно интересовала. Было ли что-то, что я пропустил ?

— суперкат

Ответы:

При перемещении пули может быть небольшой эффект обратной ЭДС. Однако я серьезно сомневаюсь, что именно это вызывает высокое напряжение при закрытии. Могут быть другие эффекты:

Контакты реле отказов. Это означает, что соленоид будет отключаться несколько раз, даже во время общей операции включения. Эти короткие разъединения, которые происходят после накопления некоторого тока, могут вызвать высокое напряжение в течение короткого времени.
Звон. В системе через катушку неизбежна емкость. Когда катушка включена, это похоже на подачу питания в бак. В идеальных условиях это может привести к удвоению входного напряжения, особенно при отказов контакта. На практике сопротивление постоянного тока соленоида, как правило, достаточно велико, чтобы достаточно хорошо демпфировать систему, и доминируют R и L соленоида.
Это не совсем там. Область может показывать вам вещи, которые на самом деле не происходят при переходных процессах, особенно при плохом заземлении датчика.

Я не знаю, что именно происходит, за исключением того, что я довольно скептически отношусь к тому, что ЭДС действительно достигает 200 В. Мне также не нравится, что предохранитель PTC включен в серию для тестирования этих вещей. Попробуйте зачеркнуть это и посмотреть, что это делает. Также попробуйте установить обратный диод сразу через соленоид, а не на другой конец провода или на другую сторону предохранителя PTC. Это должен быть быстрый диод.

— Олин Латроп
источник

Я ожидаю, что отскок контакта реле вызовет прямую ЭДС, а не обратную ЭДС. Я не думал о емкости, вызывающей звон; это кажется определенной возможностью. У меня есть диод 300 В непосредственно между клеммами соленоида, но он, вероятно, не очень быстрый. Я мог бы замкнуть предохранитель PTC, но я не думаю, что это будет иметь большой эффект. Область заземления прикреплена к отрицательному проводу соленоида, а наконечник - к положительному. Даже если бы был какой-то «трансформаторный» эффект, количество витков в катушке должно затмить один «виток» контура заземления.

— суперкат

Я смотрел на вещи немного больше, и кажется, что это звон, связанный с отскоком контакта. Кажется немного странным, что звон будет подниматься гораздо выше, чем внизу, и, возможно, движение пули сыграло свою роль, но я не думаю, что какой-либо такой эффект мог бы показаться надежным. Три из четырех цифр имеют контакты, которые открываются, когда соленоид активен; Мне нужен подход, который мог бы работать одинаково для всех четырех цифр, но я думаю, что лучше всего было бы работать с контактами с тремя цифрами, а затем найти контакт для четвертой.

— суперкат

Это называется переходным процессом. Переходные процессы вызваны внезапными изменениями в полях.

Энергия накапливается в магнитном поле. Напряжение вызывается изменением магнитного поля с течением времени. Если вы подключаете или отключаете цепь, поле изменяется, вызывая напряжение. Этот переходный процесс может храниться в конденсаторе для последующего использования. Перемещение железа мимо проводника не будет генерировать электричество. Изменение поля относительно времени будет.

Конденсатор такой же. Накапливает энергию в диэлектрическом поле. Сила тока - это скорость изменения электрического поля. Чем быстрее разряд, тем выше сила тока.

— Kuragari
источник

Перемещение немагнитного куска железа через поле не будет генерировать электричество, но перемещение намагниченного куска железа через поле будет. Когда на соленоид подается напряжение, я ожидаю, что вследствие этого железо станет намагниченным и что такая намагниченность может привести к тому, что он будет генерировать ток при его движении, но я не знаю, каково это на самом деле. Концептуально, я ожидаю, что движущийся слизень будет генерировать ток, противоположный напряжению, но я не имею представления о реальном поведении.

— суперкат