액추에이터·솔레노이드 Q&A

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  케지 (2016-08-04 19:28:36, Hit : 1636
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 흡인력 식과 코일 선정 방법에 관한 질문


안녕하세요.
먼저 카페에서 정말 유익한 정보를 얻게되어 감사하다는 말부터 하고 싶습니다.
그런데 한가지 계속 답답하게 막히는 것이 있는데 제가 실력이 부족해서 너무 시간이 많이 걸려서 조언을 구하고자 합니다.

<질문자상황>
*코어 투자율은 일정 상수로 고정, 누설자속 없음, 코일 발열 없음
일정한 무게를 가진 철편을 붙이기 위한 최소 흡인력을 결정하고자 함
0. 코어형태 : 말발굽형 (첨부파일 참조)

1. 공극부 흡인력
    F= (Bg^2 * S) / (2 * u0)
   -> 이 수식과 관계되어 있는 식은 기자력(F'=NI=자속 * (각 자기저항 합))이 있으며 이것을 이용하여 권선수나 전류를 구할 수 있다는 것을 알 수 있었습니다.

2. 도선 저항율 관련식
    R=(저항계수 * 도선길이) / 도선 단면적
   -> 이것으로 코일의 길이가 얇고 길수록 도선저항이 높아져서 전류를 제한할 수 있음을 알 수 있습니다.

그런데 이것을 안다고 하더라도 코일을 어떻게 감는지에 따라 흡인력이 달라지므로 현재 설계에 문제가 있다고 판단하여 고민중인 상황입니다. 그래서 아래의 질문을 합니다.

<질문>
도선을 코일형태로 감아야 하는데 어떻게 감아야 하는지를 이 수식에서는 알 수가 없습니다. 예를 들자면,
a. 도선 평균 두께 : 0.2 mm
b. 코일 지름(내경) : 10 mm
c. 코일 길이(=보빈높이) : 10 mm
a 의 도선을 b,c 조건으로 감는다는 가정하에 흡인력과 관련지을 수 있는 식을 알고 싶습니다.
이것만 알게되면 코일길이 변화에 따른 공극부 흡인력, 자기밀도 변화를 알 수 있을 것이고, 도선 평균 두께 변화 또는 코일 지름의 변화에 따른 공극부 흡인력, 자기밀도 변화 또한 다 알 수 있을것으로 생각합니다.

이 질문외에 전자석을 만드는 데에 더 중요한 포인트가 빠졌다거나 다른 어떠한 조언이라도 모두 감사하게 생각합니다.



권기태 (2016-08-10 09:25:32)
도선 저항의 계산은 동선을 보빈에 감는 상황을 고려한 간단한 수식을 사용합니다.
관련 수식은 액추에이터 자료실 액추에이터 설계기초 자료에 들어 있습니다.
그리고 전산해석 자료실에 코일감아라는 엑셀로 만들어진 프로그램도 올려져 있습니다. (단, 문제는 코일의 제작조건에 따라 차이가 발생해서 보정계수가 필요합니다.)

코일저항을 구하고 나면,
액추에이터 설계기초 자료안의 자기저항법이란 방법으로 1번 수식의 B 를 구해서 자기력을 계산할 수 있습니다.
코어 투자율은 일정 상수로 고정, 누설자속 없음, 코일 발열 없음 란 가정이 있다면
자기회로법으로 계산이 가능할 것으로 판단됩니다.
만약, 보다 정확한 계산을 원하신다면 FEMM 과 같은 전산해석 프로그램을 사용하세요.
급해요 (2016-12-08 02:57:07)
살려줘요

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