Всем добрый день, есть вопрос.
У одного цилиндрического соленоида с сильным ниобиевым (или неодимовым не помню) магнитом пусть есть сила F, с которой он втягивает магнитный сердечник при некотором токе. При этом слой обмотки вокруг магнита считаем относительно тонкий (на порядок меньше диаметра цилиндра магнита). Так вот вопрос возник такой: если расположить 6 таких соленоидов рядом вертикально, т.е. как соты, при пропускании через каждый такого же тока будет ли суммарная сила в 6 раз больше (ни или хотя бы с точностью 20%, с допусками на потери какие-нибудь, неучтенки и т.д.). Смущает то, что у магнитов сильное поле, толщина обмотки небольшая, от магнитного поля она не экранирует, не будут ли магнитные поля (как магнитов так и обмоток) значительно снижать силу каждого соленоида и как следствие итоговую силу? Если будут снижать, то может кто подскажет оптиматьное расположение соленоидов (чтоб итоговую силу максимизировать)?

Попытался изобразить, думаю понятно будет о чем речь.

Заранее благодарен.

К сожалению, чтобы максимизировать силу, придется раздвигать соленоиды на расстояние порядка их длины. Иначе внутреннее поле каждого соленоида будет гаситься внешним полем остальных.
Есть, правда, второй предельный случай - когда длина соленоидов много больше, чем диаметр пачки из шести, сила тоже будет примерно в шесть раз больше. Но это совершенно аналогичноодному соленоиду с сечением в шесть раз больше.

А экранировать влияние соседних нельзя?

Можно, конечно. И мне почему-то кажется что это у вас уже сделано. Если соленоиды не вы делали.

Нет, пока только все на бумаге, исключительно мысли, догадки. А экранируют я так понимаю, ферромагнетиком? Какой лучше?

магнитное поле постоянное? переменное? частота?

Постоянное. Надо плавно тянуть механизм с разной силой, типа следящая механика. Частота - не более 2-3 Гц

Не экранировать, а замкнуть магнитное поле. У вас зазор где будет?

Традиционно, между обмоткой и сердечником (магнитом). А располагать обмотки конечно желательно вплотную.

Вообще вопрос лучше наверно так поставить: можно ли в том же объеме несколькими соленоидами получить силу больше чем одним соленоидом? Пусть технологически это будет сложнее (ну там наматывать больше, экраны какие-нибудь и т.д.) Иначе проще действительно поставить один.

Традиционно - это когда силовые линии магнитного поля выходят из торца сердечника. И там зазор, ширина которого изменяется при перемещении сердечника.

Вы имеете ввиду конструкцию типа магнитного пускателя? Но ведь там не получится плавно тянуть, т.е. силу воздействия менять. Как то такие системы всегда резко срабатывают, пускатель ведь нельзя плавно подвести к контактам. А соленоидом думал можно. Или я где-то недопонял?

UPD:Кстати, а может подскажет кто (или еще лучше экселский файл какой даст) как оценить ток, необходимый для преодоления некоторой силы (создаваемой пружиной) магнитной системы типа пускателя? Можно ведь сделать десять систем с сердечниками типа пускателя, но с разными зазорами, тогда можно следить с дискретностью 10%.

Сила определяется по энергии поля - точнее, ее разности внутри просто соленоида и внутри сердечника


Вблизи торца поле достаточно неоднородно, при замыкании зазора сила меняется многократно. Лучше длинный соленоид, торец рабочего тела в котором находится внутри, в области однородного поля.


Безусловно, можно, но эффективность падает. А почему бы Вам просто не увеличить ток или плотность намотки одного соленоида? (конечно, если не превышать индукцию насыщения, но для неодимовых это получить не так просто)

Интересна возможность уменьшения размеров. Плотность намотки не увеличишь, или надо менять сечение провода в меньшую сторону, но тогда ток максимальный падает, греется больше. Ток тоже нельзя увеличить - греется. Вобщем с соленоидами я так понял лучше всего один - самое эффективное.

А если конструкцию ступенчатого срабатывания делать (как описывал выше), т.е. не соленоид, а катушка (ну то есть несколько катушек) с ферромагнитным сердечником, который замыкается ферромагнетиком - такой вопрос возникает: при каком немагнитном (воздушном) зазоре между сердечником с катушкой и замыкающим элементом сила притяжения ферромагнитного замыкающего элемента будет больше силы соленоида с магнитом?

Мне кажется что вам нужно http://en.wikipedia.org/wiki/Voice_coil

Вообще, при любом. Существенно больше - при зазоре порядка диаметра сердечника и менее, причем сила будет нелинейно возрастать при уменьшении зазора. То есть, если у Вас необходимый рабочий ход намного меньше зазора - такое усиление применить можно, а если сравним или больше - то не получится из-за нелинейности силы.

Кстати, кажется, хорошего эффекта можно достигнуть, сложив соседние соленоиды в противоположной полярности - без какого-либо экранирования.

Правильно ли я понял: если есть катушка, надетая на Ш-образный сердечник, и замыкающий эл-т для этого сердечника, то при зазоре (между сердечником и замыкающей пластиной) порядка внутреннего диаметра катушки эта система при одном и том же токе будет давать бОльшую силу притяжения, чем система из катушки и постоянного магнита в качестве сердечника (при тех же габаритах) ? Вопрос уже не о линейности, а какая система будет иметь бОльшую силу притяжения при одинаковых параметрах. Т.е. считаем, что нужно просто переместить замыкающий эл-т (в случае Ш-образного сердечника) или магнитный сердечник (во случае с соленоидом) на фиксированное расстояние порядка внутреннего диаметра катушки.

А располагать соседние в противоположных направлениях - тоже такая мысль была, но ведь 3 и более соседних не располложить все в противоположных направлениях.

Ну, при тех же габаритах сердечника внутри катушки и самой катушки (т.е. не считая внешних габаритов Ш) - да, сила будет больше. Эта сила ВСЕГДА больше, только при зазоре порядка диаметра сердечника она начинает расти резко и нелинейно с уменьшением зазора.

Ну, естественно. Но Вы можете выбрать габариты катушек, исходяих их разумного количества.

Спасибо AlexeyW!
Теперь попробую поизобретать с учетом Вами сказанного. Думаю псевдо-следящую систему можно придумать в тех же габаритах с большей силой воздействия. Ну псевдо - потому как будет ступенчатое регулирование, этак с 10-20 ступенями в отличии от непрерывного соленоидного.

Не за что, получилось бы
Кстати, кажется, хорош будет шахматный порядок расположения, он же наименее требователен к количеству соленоидов, можно почти любое. Конечно, результат будет не совсем в N раз, но не очень сильно отличаться

А вы изучали, есть ли аналогичные устройства ? Насколько я могу припомнить, соленоиды используются только в муфтах и реле (пускателях) - то есть в приложениях с двумя устойчивыми состояниями и про регулируемое усилие речи не идет. Интересно, почему ?

Потому что вы, сэр, простите не сильно умный человек. Я вот сегодня в общем-то под честное слово просадил все свои накопления и обрел дикий геморой на два года вперед минимум. Сейчас сижу и слушаю Amon Amarth. Короче Китайцы давно освоили превращение энергии электрического тока в механическое усилие, передающееся к диффузору. Причем довольно линейно.

Хотя, для серьезных применений, а не так, по-баловаться, рулит гидравлика.

У Вас какой-то малосвязанный дилетантнский поток мысли..
Что лучше, что больше, что сильнее - Вы ж не в детском саду.
Поставьте перед собой инженерную задачу и начните считать, включая вопросы оптимизации.
Кроме того, соленоид - это просто катушка для создания электромагнитного поля.
Что внутри него (магнетики или магниты) - определяется особенностями применения этого поля.

Самый полезный ответ Спасибо!

Вообще сначала я всегда думал качественно процесс понять надо, потом количественные характеристики считать...