Alimentazione progetto elettromagnete

Area dedicata ai convertitori lineari e di tipo switching (SMPS). Scambio di schemi, calcoli e progettazione
Silvio1989
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Alimentazione progetto elettromagnete

Messaggio da Silvio1989 »

Buongiorno a tutti e a Pier,
Mi presento, sono Silvio ho 31 anni, sono di Catania. Faccio l'avvocato, lo so non c'entra niente il background che ho😂, ma ho una fortissima passione per l'elettrotecnica ed è doveroso da parte mia ringraziare Pier Aisa, che grazie ai suoi video sul tubo imparo e sto imparando tantissimo. Quindi scusatemi tutti se magari faccio domande che per voi saranno stupide o parto da presupposti sbagliati, ma per apprendere bisogna chiedere! So che questo è il forum giusto!

Ma Ciancio alle bande, ecco il mio progetto un po' pazzerello:

Sto progettando un elettromagnete, un solenoide da succhiamento che funga da attuatore lineare.
Quindi una bobina al cui interno scorra una barra ferromagnetica.

(Posso eventualmente descrivervi tutto in modo pedissequo se fosse necessario, ossia: sezione di filo, lunghezza filo, superficie nucleo, numero di spire, permeabilità magnetica del nucleo che ho scelto in relazione alla forza che deve esercitare, ma non vorrei andare off-topic).

In realtà proprio riguardo a questo, la progettazione dipende da come e in che limiti posso alimentare il mio attuatore, e di conseguenza giocare sulla sezione del filo, numero di spire e via discorrendo.

Al momento, fra i vari design possibili, ho temporaneamente scelto quello che mi richiede 100 ampere a 50 volt ( credetemi non so davvero se si tratta di una cosa difficile oppure una cosa semplice, vi assicuro che per me è solo molto divertente!).

Il punto è che fra le più importanti variabili che influenzano la forza che la bobina esercita c'è appunto l'intensità di corrente, quindi scegliere 100 ampere mi fa ridurre il numero di spire, di conseguenza mi riduce la lunghezza del filo, meno volume, ed usare un filo dalla sezione maggiore ( ho scelto un 2mm ∅). Corrente continua.

Sì arrivo al punto di domanda!

Come posso portare 100 ampere a 50 volt?


Ho spiegato perché i 100 ampere; invece i 50 volt poiché trattandosi (il solenoide) di un carico solo resistivo (a quanto ho capito, in caso correggetemi) ""tutto ciò che serve"" è vincere solo la resistenza del filo di rame. E dai conti mi servono una 50ina di volt (ripeto, se fosse necessario posso darvi tutti i dati restanti).

Avrei fatto anche altri design con la stessa forza esercitabile dall'attuatore, e si aggirano intorno ai 10 ampere × ca. 6k/7k volt.

Sì lo so, i watt non sono coincidenti, perché per mantenere lo stesso volume, in questi ultimi casi serve un filo più piccolo e più lungo ( quindi maggiore resistenza).

<< Ma tu a cosa avresti pensato?>>

Mi basta che sia in funzione un'ora alla volta. Quindi vorrei anche capire che capacità deve avere la sorgente di carica elettrica e poi come alzarne il voltaggio.

Sarebbero davvero ben accetti anche semplici spunti per dove studiare e continuare con le mie gambine.

Per esempio ( davvero scusate ancora l'ignoranza), ammesso che abbia una batteria con la capacità adatta, essa ha una sua tensione nominale, se alzassi la tensione con un moltiplicatore di tensione ho capito che ne perderei in ampere erogati.

La mia mezza idea era quella di prendere una batteria sovradimensionata in capacità ( rispetto alla corrente che mi serve) e crearmi un circuito che, alzandone la tensione, riesca comunque a erogarmi i 100 ampere per un'ora di fila... Ma davvero non so se sto dicendo una castroneria.

Grazie in ogni caso per l'attenzione! Incrocio le dita Aspettando risposte incoraggianti! 🙏🙏🙏

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"A quanto alcuni dicono Marconi, era ignorante, e i suoi professori lo presero per tale dicendogli che la curvatura terrestre non avrebbe permesso il passaggio delle onde elettromagnetiche che vanno invece dritte.
Sarà stato ignorante, ma era perseverante. Montò tutto e il segnale si sentiva lo stesso: grazie alla ionosfera.
Grazie a Marconi oggi abbiamo tutto ciò che abbiamo."
Guido
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Re: Alimentazione progetto elettromagnete

Messaggio da Guido »

Non ho affatto esperienza con correnti cosi "interessanti" ma conduttore con diametro 2 mm per far passare 100 A mi sembra largamente insufficiente: per esercizio continuato e 100 A consultando le apposite tabelle ci voglio 10-12 mmq minimo. Per quanto riguarda il circuito elevatore di tensione dovresti gestire 5KW piu' le perdite, si parla quindi di circuiti industriali.
TheOrdinarySuperhero
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Re: Alimentazione progetto elettromagnete

Messaggio da TheOrdinarySuperhero »

Con un elettrocalamita da 100A ci tiri su pure la torre eiffel
Leggiti questo e poi ne riparliamo :-)
http://www.introni.it/pdf/RIPPO%20-%20E ... lamite.pdf
Per avere 100A a 50v per un ora ti servono 8 batterie da auto 12v 100 Ah ( le metti in pararello 2 a 2 e in serie le 4 coppie)
Questo perche una batterie da 100Ah ne puo erogare circa la meta prima di far scendere la sua tensione a livelli troppo bassi
Silvio1989
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Re: Alimentazione progetto elettromagnete

Messaggio da Silvio1989 »

Finalmente ho trovato un Rippo-filo come me! L'ho divorato tutto 2 volte screenando tutte le tabelle. Ahimè non descriveva le formule riguardanti le bobine da succhiamento. Ho dovuto ripescarle da fonti altrettanto autorevoli!
Comunque hai centrato 😉
Diciamo che ci posso tirare una macchina per qualche cm!
Per esempio per il diametro del filo ho fatto riferimento alla tabella del Rippo sulla corrente di fusione max. Tabella n.4 pag 69 mi pare.

Comunque già mi hai dato un punto di partenza con l'idea delle batterie da auto.

Avevo pensato di mettere in serie un booster per l'accensione della macchina, che hanno una bella capacità e possono dare una bella intensità di corrente, a diverse centinaia di ampere (anche più) con un qualcosa che abbia un voltaggio più alto.
Il punto non è tanto che la capacità del booster possa diminuire (anche di un bel po') in quanto per i primi esperimenti potrebbe anche andarmi bene; piuttosto ed è qui la mia successiva domanda, se la corrente in ampere diminuisce!

Che ne pensate di questa idea?
Guido
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Re: Alimentazione progetto elettromagnete

Messaggio da Guido »

Io pensavo che dopo il mio discorso e quello di Hero avresti deciso di ricalcolare il progetto, ed invece niente :D
A questo punto una domanda viene spontanea : ma che cosa ci devi fare con questa benedetta elettrocalamita ?
Puo' darsi che ci siamo soluzioni piu' praticabili e meno costose.

Ho letto qualcosa dell'ottimo libro di Rippo, ed avrei da chiedere un chiarimento a chi se la sente:
nel libro dice "Per avvolgimenti che devono restare sotto corrente continuamente non conviene superare i 3 ampère per mmq", cosa che se fosse vera peggiora la mia gia' pessima previsione di cavo da 12 mmq, che diventerebbe 33 mmq.
Mentre in una delle tante tabelle sul diametro dei cavi per illuminazione domestica, dove a mio parere la prudenza e' d'obbligo, la portata ammessa pur in via prudenziale e' piu' che doppia. Possibile che il tutto sia determinato dalla difficolta' di smaltimento del calore su un avvolgimento a molti strati ?
Allego una delle tabelle in mio possesso,messa come se fosse in listato di codice per non scombinare le colonne:

Codice: Seleziona tutto

Cavo unipolare monofase di rame in PVC con 2 conduttori (N+F)
	Incassato in parete	In tubo in aria
Sezione (mm2)	              I0 Portata (A)
1.5	14.5	                            17.5
2.5	19.5	                             24
4	26	                             32
6	34	                             41
Silvio1989
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Re: Alimentazione progetto elettromagnete

Messaggio da Silvio1989 »

Grazie per la ricerca!
No, non desisto mica 😂 ho preso il mio progetto come una cosa divertente è che mi appassiona! Quindi le difficoltà le vedo solo come problemi da risolvere!

Per il discorso del filo che dici tu, non so dirti, forse dipende più che da un discorso di materiale che regga, da standard normativi sulla sicurezza?

Comunque sul filo mi sa che hai proprio ragione. Sono 7 strati avvolti su un tubo di ferro, qualcosa la dissiperà, magari posso mettere della pasta termica tra uno strato e l'altro e poi messa in contatto con i dischi del rocchetto.
Sì devo inventarmi assolutamente qualcosa 🤔

Cosa ci devo fare? 😂
Domanda lecita e risposta doverosa verso chi mi sta aiutando.

È più una cosa di raggiungimento personale. Voglio farmi tutto da solo un super magnete. Sempre sognato averlo.
Mio padre ha un'azienda agricola e le riparazioni le faccio sempre io, e un sacco di volte mi sono ritrovato a dire: " se avessi un super magnete potrei fare questo o quello senza chiamare gente ( ecco perché voglio qualcosa che riesca a tirarmi il trattore).
Così mi sono detto, lo faccio ed ho una nuova sfida "ingegneristica" per i prossimi tempi 😂

Per tornare al discorso:
Ecco,

https://www.amazon.it/gp/aw/d/B07D7N2YX ... FBF1&psc=1

Edit: sempre se è un alzatore di V e non è un buck 😂

Ho trovato questo che è da 5.000 watt arriva a 100 ampere a 50 volt. In input funziona dai 10 volt in su.

Sperando in un rendimento di almeno il 90 % ho pensato di alimentarlo nella seguente maniera
(Spero in critiche da avvocati del diavolo perché ho bisogno di chi mi faccia notare falle):

30 batterie da 9800 ma h a 3.6 volt disposte nella seguente maniera:

Mettere in serie 3 batterie alla volta (chiamiamolo blocco) per raggiungere ca. 10.08 volt: di questi blocchi (da 3 batterie in serie) ne faccio 10 e li metto tutti in parallelo per raggiungere una capacità di ca. 100ah.

Considerando che ovviamente alimento con una capacità di circa 1.000 wattora e a me ne servono 5.000, ( ed è qui che chiedo pareri) anziché per un'ora mi dovrebbe tenere 1/5 di ora, 12 minuti.

Con un rendimento al 90% ≈ 10-11 minuti.

Allego una foto per rendere meglio.
Allegati
Screenshot_2020-11-11-14-59-40-250_com.miui.notes.jpg
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Guido
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Re: Alimentazione progetto elettromagnete

Messaggio da Guido »

Caspita, certo che al giorno d'oggi fanno apparecchietti che io pensavo che non sarebbero costati meno di alcune centinaia di euro, ed invece questi con 47 euro (?) . Pero' leggendo in basso c'e' la doccia freddina:
"Max. Corrente nominale: 60A
Corrente di picco: 100A".

Ma io direi visto che se disposto a spendere compri batterie fino 48 -50 V e abbassi la tensione, se necessario, con un buck come questo o piu' potente. Perche' anche a me sembra un buck, ma anche se trovassi un elevatore io preferirei partire dalla tensione piu' alta possibile. Ma perche' per le batterie scrivi "stilo" ? Non conosco stilo, anche come le 18650, che si avvicinino a 9800 mAh. Hai un link ?
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pgv
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Re: Alimentazione progetto elettromagnete

Messaggio da pgv »

Occhio! Se le "batterie" sono accumulatori LiPo come sembrerebbe dai 3.6V, non si possono scaricare fino in fondo! E nemmeno a qualsiasi rate! Hanno un numero magico tipo "25C" dal quale si deriva la massima corrente che se ne puo' trarre. In piu', con tutte codeste batterie in serie e in parallelo, rischi che una "non ce la faccia", e sono guai.

C'e' una guida ragionevole (ma in inglese) qui:

https://rogershobbycenter.com/lipoguide
TheOrdinarySuperhero
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Re: Alimentazione progetto elettromagnete

Messaggio da TheOrdinarySuperhero »

Ho trovato un foglio dati di una calamita da 15000N la potenza richiesta é di 60W a 24V (dunque 3A circa)
https://www.cei-italy.it/index_htm_files/t180150.pdf
Secondo me usare potenze piu alte non serve a meno che non si voglia fare una tac a qualcuno
Silvio1989
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Re: Alimentazione progetto elettromagnete

Messaggio da Silvio1989 »

Ragazzi intanto un grazie enorme a tutti perché mi state dando consigli preziosissimi.🙏 E soprattutto grazie per il tono delle critiche, sempre costruttivo, rispetto a un progetto un po' insolito.💪

Per guido: è lo screen Di appunti miei, ho scritto stilo per comodità, sì intendevo le 18650 !
E penso proprio che seguirò il tuo consiglio, con una alimentazione che abbia già il voltaggio che mi serve e con un buck l'abbasso a piacimento!

Per pgv: grazie del link, perché sapevo del discorso C1, C 20 etc. Ma con quel link ho fugato ogni dubbio!

Per superhero: grazie del datasheet che hai trovato! Mi dà un importantissimo metro di paragone.
Non ho potuto ancora fare i calcoli, e quindi non posso dirlo con precisione, ma credo che la potenza più bassa richiesta da quell'elettromagnete lì dipenda sia dal fatto che ha una superficie del polo molto più ampia rispetto al mio progetto, sia al fatto che è una calamita portante e non un solenoide da succhiamento! Per onestà intellettuale, non ne sono sicuro appena faccio i conti vi aggiorno!

Comunque importante AGGIORNAMENTO:

Con una soluzione astuta e scendendo a compromessi col volume dell'attuatore, sono arrivato a un design che mi va a ca. 2400watt mantenendo sempre le stesse performance ( molto più fattibile!).
30 ampere a 70v-80v
Mantenendo il filo a ∅2mm (gran conquista anche per il discorso temperatura 😁).

A questo punto mi faccio un pacco batteria di 18650 messe in serie per arrivare a 80v e lo regolo con un buck e in parallelo per avere un po' di capacità in più (di buck se ne trovano di 2400w).

Dite che ci sono quasi? 🤞
Consigli come alternative alle 18650? 🕺
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