Applications QuickField™ :  Electroaimant à noyau plongeur (DC) tree
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QuickField™ applications :  Electroaimant à noyau plongeur (DC) tree
   Part 1 : Electroaimant à noyau plongeur (spécifications)
   Part 2 : Conception d'un électroaimant à noyau plongeur
   Part 3 : Tests virtuels pour la conception et la production
 

( Photo : catalogue MSA ) Electro-aimant à noyau plongeur




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( Photo : catalogue MSA ) Electro-aimant à noyau plongeur
 

Différents types

  •   "C - frame" (architecture semi-ouverte - entrefer maximum)
  •   "D - frame" (architecture fermée - entrefer minimum)
  •   "Tubular" (architecture fermée - entrefer minimum)



C - frame bobine avec noyau plongeur D - frame bobine avec noyau plongeur Tubular bobine avec noyau plongeur
( Photo : catalogue MSA )



types d'électro-aimant à noyau plongeur





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Différents types (page 1/2)

  •   Architecture ouverte
  •   Architecture semi-ouverte
  •   Architecture fermée



Les types d'électro-aimants à noyau plongeur

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Différents types (page 2/2)

  •   "C - frame"
  •   "D - frame"
  •   "Tubular"




Electroaimant à noyau plongeur de type C - frame
Electroaimant à noyau plongeur de type D - frame
Electroaimant à noyau plongeur de type cylindique
 

Caractéristiques Force/déplacement

La caractéristique Force/déplacement donne l'effort statique disponible en fonction du déplacement du noyau. Plus le trajet du flux magnétique est court plus la force est importante.


Points principaux

  •   La force maximale est différente
  •   La force motrice du noyau doit être supérieure à la,
       force résistante de la charge. Plus la différence est importante, plus
       l'actionneur est rapide.
  •   La longueur du déplacement dépend du type d'électroaimant

Effort en fonction du déplacement  

Caractéristique effort-déplacement





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Caractéristiques Force/déplacement

  •   Force maximale
  •   Fnoyau > Fcharge
  •   Longueur du déplacement




Caractéristique effort-déplacement

 

Caractéristique dynamique

La caractéristique dynamique est importante pour les applications qui nécessite un temps de réponse court. Un courant important pourra nécessiter plus de temps pour être atteint, mais en contre-partie, une force plus élevée permettra un mouvement plus rapide.


Main points

  •   Valeurs R et L de l'inductance
  •   m × (d²x/d²t) = Fnoyau − Fcharge
  •   Trois stades durant le démarrage

Documents complémentaires :

Electro-aimant : calculs dynamiques

Courant d'appel  

caractéristique dynamique d'un électro-aimant



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Caractéristique dynamique

  •   R et L de l'inductance
  •   m × (d²x/d²t) = Fn − Fc
  •   Trois étapes





caractéristique dynamique d'un électro-aimant

Note : L'utilisation et le calcul de cette caractéristique seront présenté dans une prochaine conférence.


 
Conditions d'environnement

Les modules de Quickfield permettentde vérifier l'appareil sous diverses conditions thermiques, électriques ou mécaniques. Les modules disponibles sont "DC magnetics", "AC magnetics", "Transient magnetics", "DC Conduction + Electrostatics", "AC Conduction + Electrostatics", "Transient Electric", "Static and Transient Heat Transfer" and "Linear Stress".


Tests possibles

  •   Utilisation du bobinage en température
  •   Test d'isolement
  •   Montage de l'appareil

Note : L'utilisation et le calcul de cette caractéristique seront présenté dans une prochaine conférence.

Modules QuickField  

Modules QuickField





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Tests possibles

  •   Utilisation du bobinage en température
  •   Test d'isolement
  •   Montage de l'appareil



Modules Quickfield

Note : L'utilisation et le calcul de cette caractéristique seront présenté dans une prochaine conférence.


 
Un exemple simple

Quickfield est un logiciel agréable à utiliser qui vous permet de vérifier des choses simpls très rapidement. Voici un exmple très simple qui permet de vérifier si un modèle linéaire peut remplacer un modèle non-linéaire (souvent plus proche de la réalité). On pourra toujours remarquer que puisque le chemin du flux magnétique se fait essentiellement dans l'air, il n'y aura pas de saturation et donc qu'un modèle linéaire conviendra, mais l'exemple présenté ici veut surtout montrer comment préparer la géométrie pout un usage avec LabelMover ou les autres modules lors de l'usage du couplage.


Les étapes

  •   Les objets principaux
  •   Les conditions limites
  •   Les paramètres du problème
  •   Astuces pour LabelMover
  •   Astuces pour une étude thermique

Quickfield : aussi simple qu'une calculatrice !!  

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Un exemple simple

  •   Les objets principaux
  •   Les conditions limites
  •   Les paramètres du problème
  •   Astuces pour LabelMover
  •   Astuces pour une étude thermique

Exemple simple avec Quickfield

 

Exemple "tubular" MSA catalogue DC electromagnetic plunger
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( Photo : catalogue MSA ) DC electromagnetic plunger

Note : L'utilisation et le calcul de cette caractéristique seront présenté dans une prochaine conférence.

 

Datasheet

  •   Dimensions
  •   Profil
  •   Force
  •   Energie
  •   Temperature ?
  •   Temps de réponse ?

Note : L'utilisation et le calcul de cette caractéristique seront présenté dans une prochaine conférence.



plunger datasheet





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calculs solénoïde à noyau plongeur

Datasheet
  •   Dimensions
  •   Profil
  •   Force
  •   Energie
  •   Temperature ?
  •   Temps de réponse ?

Note : L'utilisation et le calcul de cette caractéristique seront présenté dans une prochaine conférence.


 

Principaux calculs

  •   Force à la fin du déplacement
  •   Puissance électrique

Calculations

  •   Section du noyau
  •   Section du fil



calculs solénoïde à noyau plongeur

calculs bobinage solénoïde à noyau plongeur



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calculs bobinage solénoïde à noyau plongeur

Principaux calculs
  •   Force à la fin du déplacement
  •   Puissance électrique
Calculs
  •   Section du noyau
  •   Section du fil

 

Design

  •   Coefficient thermique bobinage

Architecture ouverte si h = H_bobinage, D = D_ext

K = 25 W/m²×deg si h/D < 1
K = 20 W/m²×deg si h/D = 1
K = 16 W/m²×deg si h/D > 1

For other surfaces take

K = 5 W/m²×deg (convection naturelle)
K = 80 W/m²×deg (convection forcée)

(Pour un design définitif, ces données doivent être validées)

  •   Coefficient de remplissage

Pour un fil de diamètre inférieur à 0.8 mm, ce coefficient peut être inférieur à 0.5, de plus il dépend du type de fil.



Design électro-aiamant à noyau plongeur


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plunger electromagnet design

Design

 

Note : L'utilisation et le calcul de cette caractéristique seront présenté dans une prochaine conférence.

Exemple "tubular" MSA catalogue DC electromagnetic plunger


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( Photo : catalogue MSA ) DC electromagnetic plunger

Note : L'utilisation et le calcul de cette caractéristique seront présenté dans une prochaine conférence.

 

General issues

  •   Définir une géométrie globale
  •   Linéariser autant que possible
  •   Les simulations transitoires sont plus longues
  •   Utilisez les circuits ( pour la précision et une meilleure
      compréhension )


outils





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General issues

  •   Définir une géométrie globale
  •   Linéariser autant que possible
  •   Les simulations transitoires sont plus longues
  •   Utilisez les circuits ( pour la précision et une meilleure
      compréhension )

outils



 

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